DE19925363A1 - Vorrichtung zum gezielten Abgeben oder Einleiten von Licht in einen Lichtleiter - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung (1) dient zum gezielten Abgeben oder Einleiten des Lichtes eines Leuchtmittels (2) in einen ein Lichtsammelteil (4) bildenden Lichtleiter, der flach und mit zwei parallelen ebenen Begrenzungen (3) versehen ist. Die zwischen seinen parallelen Begrenzungen (3) befindliche Übergangsfläche (5) und die Grenze (6) zwischen dieser Übergangsfläche (5) und den parallelen Begrenzungen (3) bildet dabei eine Parabel, Ellipse, einen Kreisbogen oder ein an derartige Kurven angenähertes Vieleck, wobei im Brennpunkt einer solchen Ellipse oder Parabel oder exzentrisch zum Mittelpunkt eines Kreisbogens das lichtabgebenden Leuchtmittel (2) in einer Öffnung (8) angeordnet ist. Damit auch in dem diesem Brennpunkt bzw. dem Leuchtmittel (2) nahen Bereich eine Totalreflektion des Lichtes erzielt wird, ist zumindest in diesem Bereich die Übergangsfläche (5) zwischen den beiden parallelen Begrenzungen (3) konvex prismatisch oder konvex gekrümmt gestaltet, das heißt, die zwischen den Grenzen (6) verlaufenden Mantellinien bilden einen Winkel miteinander oder verlaufen auf einem Bogen. Dadurch ergibt sich zwischen dem hier auftreffenden Licht und der Übergangsfläche (5) innenseitig ein genügend kleiner Winkel, um eine Totalreflektion und damit eine gute Lichtausbeute zu erzielen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gezielten Abgeben oder Einleiten des von wenigstens einem Leuchtmittel ausgehenden Lichtes in einen Lichtleiter, wobei die Vorrichtung ein flaches, mit zwei parallelen Begrenzungen versehenes Lichtsammelteil aufweist, das zwischen seinen parallelen Begrenzungen eine Übergangsfläche hat, wobei der Verlauf oder die Außenkontur der Grenze zwischen den parallelen Begrenzungen und der Übergangsfläche und damit der Verlauf oder die Außenkontur der Übergangsfläche vieleckig oder bogenförmig ist, zum Beispiel die Form einer Parabel oder eines wenigstens einen Brennpunkt aufweisenden Teiles einer Ellipse hat, und wobei zur Aufnahme des zu der Vorrichtung gehörenden Leuchtmittels eine beispielsweise im Brennpunkt der Ellipse oder im Brennpunkt der Parabel oder exzentrisch zu dem Mittelpunkt eines die Außenkontur bildenden Kreisbogens und vorzugsweise in der Mitte zwischen den parallelen Begrenzungen eine Öffnung vorgesehen ist und das Leuchtsammelteil aus einem glasklaren Werkstoff, zum Beispiel aus Glas, Quarz und/oder aus Kunststoff besteht.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 24 05 386 A1 als Flutlichtbeleuchtung für Skalen bekannt. Das dabei als Glaskörper bezeichnete Lichtsammelteil hat als äußere Form eine Parabel, in deren Brennpunkt das die Lichtquelle bildende Leuchtmittel angeordnet ist. Die von dem Leuchtmittel abgegebenen Lichtstrahlen sollen durch Totalreflektion in Richtung einer Skala gelenkt werden. Nahe dem Leuchtmittel tritt jedoch eine solche totale Reflektion nicht auf, weil der Einstrahlwinkel auf die Innenseite der Übergangsfläche zu steil ist und somit der Grenzwinkel einer totalen Reflektion überschritten wird.

Aus DE 25 52 278 A1, Fig. 3, ist ebenfalls eine derartige Vorrichtung bekannt, bei welcher die Außenkontur der Übergangsfläche zwischen zwei parallelen Begrenzungen die Form einer Parabel hat. Auch dabei ist aufgrund der rechtwinklig zu den Begrenzungslinien verlaufenden Mantellinien der Außenkontur der Übergangsfläche nahe dem Leuchtmittel ein Bereich vorhanden, an dem eine totale Reflektion nicht stattfindet, so daß ein Teil des von dem Leuchtmittel abgegebenen Lichtes ungenutzt bleibt.

Aus DE 43 41 555 C2, Fig. 11, ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art in Zwillingsanordnung bekannt, wobei die Außenkontur der Übergangsfläche etwa die Hälfte einer Ellipse ist und die Mantellinien dieser Übergangsfläche wiederum geradelinig und rechtwinklig zu den Begrenzungen verlaufen. Der Lichtverlust des Leuchtmittels in dem Bereich, der Ellipse, in welchem eine totale Reflektion nicht stattfindet, wird durch eine Zwillingsanordnung weitgehend vermieden, indem ein Leuchtmittel in den Brennpunkten zweier entgegengesetzt angeordneter Vorrichtungen und Licht­ sammelteile angeordnet ist, so daß die an dem einen Lichtsammelteil verlorengehenden Strahlen von dem anderen Lichtsammelteil aufgenommen werden können. Um das von dem Leuchtmittel abgegebene Licht vollständig weitergeben zu können, müssen also zwei Lichtsammelteile vorgesehen sein und das abgegebene Licht wird aufgeteilt.

Aus DE 43 41 801 A1 ist ebenfalls eine vergleichbare Vorrichtung mit zwei entgegengesetzten Lichtsammelteilen und einem gemeinsamen Leuchtmittel bekannt, wobei die Außenkontur jeweils etwa einer Parabel entspricht, aber diese Parabel vieleckig gestaltet ist.

Unter "Parabel" oder "Ellipse" soll deshalb im vorliegenden Fall auch eine solche vieleckige Anordnung verstanden werden, bei welcher die Seiten des Vieleckes an eine Parabel oder Ellipse angenähert angeordnet sind.

Mit diesen bekannten Vorrichtungen läßt sich das von einem Leuchtmittel abgegebene Licht bei der Verwendung einer Ellipse oder eines ellipsenförmigen Vieleckes auf einen bestimmten Punkt oder Bereich, nämlich den zweiten Brennpunkt, oder etwa streifenförmig parallel mit Hilfe einer parabelförmigen Außenkontur lenken. Dabei muß jedoch in Kauf genommen werden, daß der Umfangsbereich beziehungsweise die Übergangsfläche nahe dem Leuchtmittel keine total reflektierende Wirkung aufweist, weil der Einstrahlwinkel auf die Innenseite der Außenkontur zu steil ist und den Grenzwinkel der Totalreflektion überschreitet.

Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der an einem Lichtsammelteil eine höhere Lichtausbeute in dessen Abstrahlrichtung möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Teil der Übergangsfläche zwischen den beiden parallelen Begrenzungen, in welchem das von dem Leuchtmittel ausgehende Licht bei rechtwinklig zu den Begrenzungen verlaufenden Mantellinien nicht total reflektiert würde, einen konvex prismatischen oder konvex gekrümmten Querschnitt zwischen den beiden parallelen Begrenzungen hat und daß zumindest der diesem Bereich zugewandte Teil der Innenwand der das Leuchtmittel aufnehmenden Öffnung zur Mitte dieser Öffnung hin derart konvex gekrümmt oder mehreckig gestaltet ist, daß das von dem Leuchtmittel oberhalb einer dieses Leuchtmittel enthaltenden, parallel zu den Begrenzungen verlaufenden Ebene abgestrahlte Licht oberhalb dieser Ebene und das von dem Leuchtmittel unterhalb dieser Ebene abgestrahlte Licht unterhalb der Ebene innenseitig auf die Außenkontur des Lichtsammelteiles trifft.

Da die Mantellinien der Außenkontur in diesem Bereich nicht mehr geradlinig und rechtwinklig zu den äußeren Begrenzungen, sondern konvex gekrümmt oder konvex mehreckig bzw. prismatisch gestaltet sind, ergibt sich bei entsprechender Formgebung der konvexen Krümmung oder prismatischen Gestaltung der Mindestwinkel für eine Totalreflek­ tion, so daß nun auch dieser Bereich, in welchem normalerweise eine Totalreflektion nicht stattfinden kann, zur totalen Reflektion des von dem Leuchtmittel abgegebenen Lichtes ausgenutzt werden kann, was die Ausbeute vergrößert. Als Querschnitt der Übergangsfläche wird dabei eine Schnittebene rechtwinklig zu den beiden parallelen und in der Regel ebenen Begrenzungen bzw. deren Oberflächen verstanden, so daß diesem "Querschnitt" die in solchen rechtwinkligen Ebenen verlaufenden Mantellinien entsprechen. Die Übergangsfläche schließt also jeweils mit der außenseitigen Begrenzung einen bei symmetrischer Anordnung gleichen Winkel ein, der größer als 90° ist, während im Stand der Technik dieser Winkel zwischen den parallelen Begrenzungen und der Übergangsfläche im Querschnitt jeweils 90° beträgt.

Für eine einfache Herstellung und gleichmäßige Lichtausbeute ist es günstig, wenn das Leuchtmittel oder seine Lichtquelle im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden parallelen Begrenzungen oder symmetrisch zu dieser Mitte in der Öffnung angeordnet ist. Dadurch ergibt sich, daß die vorerwähnte Ebene von beiden parallelen Begrenzungen jeweils denselben Abstand hat. Demgemäß verläuft dann auch der gegenüber den parallelen Begrenzungen am weitesten nach außen versetzte Umfang in dieser Mittelebene.

Eine relativ einfach herstellbare Form des Leuchtmittels kann vorsehen, daß der konvex prismatische Querschnitt der Übergangsfläche zwischen den beiden parallelen Begrenzungen ein Prisma mit einem Winkel von 90° ist, wobei die Kante dieses Prismas in der Ebene der Vorrichtung verläuft, in der das Leuchtmittel ganz oder im wesentlichen angeordnet ist. Dabei ergibt sich bevorzugt ein Verlauf dieser Kante des der Außenkontur der Übergangsfläche folgenden Prismas in einer in der Mitte zwischen den beiden parallelen Begrenzungen verlaufenden Mittelebene, so daß die von der Kante des Prismas ausgehenden Prisma-Flächen jeweils gleich groß sind und demgemäß die Grenzen der beiden parallelen Begrenzungen deckungsgleich übereinanderliegen und gleich große Parabeln oder Ellipsenstücke oder Kreisbogenstücke oder entsprechende Vielecke bilden.

Die mit prismatischem oder gerundetem Querschnitt versehene Übergangsfläche kann an der Außenseite des gesamten Lichtsammelteiles bis zu dessen Lichtaustrittsstelle oder zur Lichtkupplungsstelle verlaufen. Die im Querschnitt gerundete oder prismatisch gestaltete Außenkontur kann also diese Querschnittsform bzw. entsprechend gekrümmte oder winklig verlaufende Mantellinien auch in dem Bereich des Lichtsammelteiles beibehalten, in dem auch eine Totalreflektion auftritt, wenn der Querschnitt der Übergangsfläche geradlinig und rechtwinklig zu den Begrenzungen angeordnet ist. Ein über den gesamten Umfang des Lichtsammelteiles gleichbleibender prismatischer Querschnitt der Übergangsfläche erleichtert die Herstellung und vermeidet eine an sich auch mögliche Übergangsfläche von dem Prisma in eine mit geraden Mantellinien versehene Übergangsfläche, was aber auch möglich wäre.

Die an der Öffnung zur Aufnahme des Leuchtmittels oder der Lichtquelle vorgesehene, von dem Leuchtmittel jeweils weggerichtete Krümmung kann über einen Teil des Umfanges der Öffnung verlaufen und die Begrenzung der Öffnung in Abstrahlrichtung kann einen geradlinigen Querschnitt haben, dessen Mantellinien gerade und rechtwinklig zu den beiden flachen und ebenen Begrenzungen verlaufen. Dadurch wird erreicht, daß das in Abstrahlrichtung abgegebene Licht an der Grenzfläche zwischen der Öffnung und dem Material des Lichtsammelteiles weitgehend geradlinig eintreten kann, während es nach der entgegengesetzten Seite hin zur Unterstützung der Totalreflektion etwas gebrochen und auf die Innenseite des prismatischen Übergangsbereiches gelenkt wird. Dabei kann zwischen dem gekrümmten und dem geradlinigen Abschnitt der Öffnung ein entsprechender allmählicher Übergang vorgesehen sein.

Aufgrund der geometrischen Verhältnisse ist es zweckmäßig, wenn der größere Teil des Umfanges der Öffnung eine zur Mitte der Öffnung hin konvex gekrümmte Oberfläche mit schräg oder gekrümmt verlaufenden Mantellinien hat und die Krümmung dieser Mantellinien in Umfangs­ richtung zu dem geradlinige Mantellinien aufweisenden Bereich allmählich abnimmt.

Vor allem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vor­ beschriebenen Merkmale und Maßnahmen ergibt sich aufgrund der prismatisch oder konvex gerundet gestalteten Übergangsfläche zwischen den beiden parallelen und ebenen Begrenzungen auch nahe dem Leuchtmittel eine totale Reflektion der Strahlen, die dann wiederum an den parallelen Begrenzungen innenseitig total reflektiert werden, so daß sie ebenfalls die Lichtaustrittsfläche erreichen und dadurch eine erhöhte Lichtausbeute erzielt werden kann. Dabei macht sich die Erfindung zunutze, daß die Strahlen innerhalb des Lichtsammel­ teiles nicht parallel zu den Begrenzungen gerichtet sein müssen, sondern auch von diesen parallelen Begrenzungen jeweils total reflektiert werden. Die Lichtaustrittsfläche der Vorrichtung kann dabei entweder für einen flachen oder sogar weitgehend punktförmigen Strahler benutzt werden, wenn nämlich das Lichtsammelteil als einziger Lichtleiter vorgesehen wird, oder es kann an der Lichtaustrittsfläche des Lichtsammelteiles eine Koppelung mit einem weiteren Lichtleiter vorgesehen werden. Vor allem im Falle einer Teilelliptischen Außenkontur der Übergangsfläche - bei gleichzeitig prismatischer oder konvex gerundeter Querschnittsform - kann das Licht auf einen weiteren Lichtleiter mit geringem Querschnitt, beispielsweise einem Glasfaser-Lichtleiter gebündelt werden, der es dann zu einer entfernten Stelle leiten kann.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1 eine Vorrichtung mit einem Lichtsammelteil, welches im Bereich eines Leuchtmittels eine teilelliptische Außenkontur hat, in deren Brennpunkt das Leuchtmittel innerhalb einer Öffnung angeordnet ist, mit Blick auf eine der beiden parallelen Begrenzungen des Lichtsammel­ teiles, wobei beispielhaft zwei von dem Leuchtmittel abgegebene Strahlengänge angedeutet sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit Blick auf eine an einer prismatischen Übergangsfläche zwischen den beiden parallelen Begrenzungen gebildeten Kante und wiederum zwei Lichtstrahlen,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Teilquerschnitt durch das Lichtsammelteil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Bereich der das Leuchtmittel aufnehmenden Öffnung gemäß der Linie A-A in Fig. 1, wobei ein Lichtstrahl des Leuchtmittels beispielhaft dargestellt ist,

Fig. 4 eine Draufsicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Außenkontur der zwischen zwei parallelen Begrenzungen befindlichen Übergangsfläche etwa einer Parabel entspricht, an deren Enden sich zwei parallele Fortsetzungen anschließen, wiederum mit Blick auf eine der beiden parallelen Begrenzungen,

Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 dargestellten Lichtsammel­ teiles mit. Blick auf die an der Übergangsfläche aufgrund von deren prismatischer Gestaltung gebildeten Kante sowie

Fig. 6 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 4.

Bei den nachfolgend beschriebenen beiden Ausführungsbeispielen einer im ganzen mit 1 bezeichneten Vorrichtung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Teile, Flächen oder Bereiche auch bei etwas abgewandelter Gestaltung übereinstimmende Bezugszahlen.

In beiden Ausführungsbeispielen gehört zu der Vorrichtung 1 ein Leuchtmittel 2, dessen Licht in einen Lichtleiter abgegeben oder eingeleitet wird, wobei als ein solcher Lichtleiter ein flaches, mit zwei parallelen Begrenzungen 3 (Fig. 2 und 5) versehenes Lichtsammelteil 4 vorgesehen ist.

Vor allem in den Fig. 2 und 3 einerseits und in den Fig. 5 und 6 andererseits erkennt man, daß dieses Lichtsammelteil 4 zwischen seinen parallelen Begrenzungen 3 jeweils eine noch näher zu erläuternde, im ganzen mit 5 bezeichnete Übergangsfläche hat, wobei der Verlauf oder die Außenkontur der wiederum in Fig. 1 und 4 erkennbaren Grenze 6 zwischen den parallelen Begrenzungen 3 und dieser Übergangsfläche 5 und damit auch der Verlauf oder die Außenkontur dieser Übergangsfläche 5 selbst bogenförmig ist. Diese Kontur könnte allerdings auch vieleckig in einer Weise sein, in der sich das Vieleck an den entsprechenden Bogen annähert.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist für die Außenkontur oder den Verlauf dieser Grenze 6 und damit auch der Übergangsfläche 5 ein einen Brennpunkt aufweisender Teil einer Ellipse, etwa die Hälfte einer solchen Ellipse vorgesehen, während Fig. 4 eine Anordnung zeigt, bei der diese Außenkontur die Form einer Parabel hat, an die sich jeweils noch zwei Fortsetzungen 7 anschließen. In Fig. 4 sind diese Fortsetzungen 7 parallel zueinander, während in Fig. 1 an den Enden des Ellipsenteiles schräg zueinander verlaufende Fortsetzungen 7 das Lichtsammelteil 4 bereichsweise begrenzen. Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist das Leuchtmittel 2, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, im Brennpunkt der Parabel angeordnet.

Falls die erwähnte Außenkontur ein Kreisbogen wäre, würde das Leuchtmittel 2 exzentrisch zu dem Mittelpunkt eines derartigen Kreises angeordnet werden.

Gemäß Fig. 1 und 3 sowie Fig. 4 und 6 ist eine zwischen den parallelen Begrenzungen 3 verlaufende, in der Regel nach beiden Seiten offene Öffnung 8 vorgesehen, in deren Mittelpunkt das Leuchtmittel 2 jeweils angeordnet ist. Dabei hat diese Öffnung 8 einen etwa kreisförmigen Umriß, das heißt ihre sich zwischen den parallelen Begrenzungen 3 erstreckende Wandung 8a und 8b hält von dem Leuchtmittel 2 jeweils etwa dieselbe Entfernung ein.

Das Lichtsammelteil 4 besteht im übrigen aus einem glasklaren Werkstoff, zum Beispiel aus Glas, aus Quarz und/oder aus Kunststoff.

Durch die Anordnung des Leuchtmittels 2 und damit auch der Öffnung 8 im Bereich des jeweiligen Brennpunktes der Außenkontur ergibt sich in diesem Bereich, in welchem das Leuchtmittel 2 der Außenkontur sehr nah ist, zwischen den von dem Leuchtmittel 2 abgegebenen Strahlen und der Innenseite dieser Außenkontur bzw. dieser Übergangsfläche 5 jeweils ein Winkel, der so groß und steil ist, daß der Grenzwinkel überschritten wird, bei welchem noch eine Totalreflektion stattfindet.

Damit nun in diesem Bereich trotzdem eine Totalreflektion mit einem entsprechenden Winkel ermöglicht wird, ist bei beiden Ausführungsbei­ spielen vorgesehen, daß zumindest der Teil der Übergangsfläche 5 zwischen den beiden parallelen Begrenzungen 3, in welchem das von dem Leuchtmittel 2 ausgehende Licht bei rechtwinklig zu den Begrenzungen 3 verlaufenden Mantellinien der Übergangsfläche 5 nicht total reflektiert würde, den vor allem in den Fig. 2 und 3 sowie 5 und 6 erkennbaren konvex prismatischen Querschnitt zwischen den beiden parallelen Begrenzungen 3 - zumindest über einen Teil der Dicke des Lichtsammelteiles 4 oder des Abstandes der beiden Begrenzungen 3 hat. Statt des prismatischen Querschnittes, bei welchem also die entsprechende Mantellinie nicht rechtwinklig zu den beiden Begrenzungen 3, sondern unter einem größeren Winkel dazu verläuft und zwei Abschnitte 5a und 5b hat, die ihrerseits einen Winkel und somit an der Übergangsfläche 5 eine parallel zu der Grenze 6 verlaufende Kante 9 bilden, könnte auch ein konvex gekrümmter Querschnitt in diesem Bereich vorgesehen sein, wobei die Krümmung ihrerseits teilellipsenförmig, parabelförmig, kreisbogenförmig oder in sonstiger geeigneter Weise gestaltet sein könnte. Dadurch wird die Innenseite dieser Übergangsfläche 5 so abgewinkelt, daß von dem Leuchtmittel 2 abgegebene Strahlen doch unter einem Winkel auftreffen, der eine Totalreflektion ergibt. Man erkennt dies bei gleichzeitiger Betrachtung eines ersten von dem Leuchtmittel 2 abgegebenen Lichtstrahles 10 in Fig. 1, der in einem dem Leuchtmittel 2 sehr nahen Bereich auf die Übergangsfläche 5 und dabei gemäß Fig. 3 zunächst deren Abschnitt 5b unter einem Winkel auftrifft, der gemäß Fig. 3 eine Totalreflektion auf den zweiten Abschnitt 5a dieser Übergangsfläche 5 bewirkt, wovon er wiederum total reflektiert wird und zwar auf eine der Begrenzungen 3. Dabei fällt dieser auch in Fig. 3 dargestellte Lichtstrahl 10 auf einen außerhalb der Öffnung 8 befindlichen Bereich einer parallelen Begrenzung 3 des Lichtsammel­ teiles 4, was wiederum in Fig. 1 erkennbar ist.

In ähnlicher Weise wird auch ein Strahl 11 mehrfach reflektiert. Die Strahlen 10 und 11 sind dabei auch in Fig. 4 angedeutet und werden in gleicher Weise total reflektiert. Lediglich die letzte Reflektion führt aufgrund des elliptischen Verlaufes der Übergangsfläche 5 zu einer Bündelung dieser Strahlen 10 und 11, während die parabelförmige Außenkontur 5 der Fig. 4 dazu führt, daß die reflektierten und dann abgegebenen Strahlen 10 und 11 nach ihrer letzten Reflektion parallel gerichtet sind.

Vor allem in den Fig. 3 und 6 erkennt man noch eine weitere Besonderheit, die die Totalreflektion der von dem Leuchtmittel 2 abgegebenen Strahlen auch in einem dem jeweiligen Leuchtmittel sehr nahen Bereich fördern, begünstigen oder ermöglichen. Dies geschieht dadurch, daß zumindest der diesem Bereich zugewandte Teil der Innenwand 8a der das Leuchtmittel 2 aufnehmenden Öffnung 8 zur Mitte dieser Öffnung 8 hin wenigstens teilweise derart konvex gekrümmt oder mehreckig gestaltet ist, daß das von dem Leuchtmittel 2 oberhalb einer dieses Leuchtmittels 2 enthaltenden, parallel zu den Begrenzungen 3 verlaufenden gedachten Ebene abgestrahlte Licht oberhalb dieser Ebene und das von dem Leuchtmittel 2 unterhalb dieser Ebene abgestrahlte Licht unterhalb der Ebene innenseitig auf die Außenkontur oder Übergangsfläche 5 des Lichtsammelteiles 4 trifft. Dies ist in Fig. 3 anhand des Strahles 10 gut zu erkennen. Der von dem Leuchtmittel ausgehende Strahl 10 ist etwas schräg von der entsprechenden Mitte nach links geneigt und trifft auch auf den in dieser Zeichnung links befindlichen Abschnitt 5b der prismatischen Übergangsfläche 5. Analog würde ein nach der anderen Seite schräg verlaufender Strahl zunächst auf den Bereich 5a treffen. Dies geschieht vor allem dadurch, daß die konvex gekrümmte Innenwand 8a diesen Strahl 10 etwas ablenkt und verhindert, daß er unter einem zu großen Winkel auf die Übergangsfläche 5 bzw. deren Abschnitt 5b trifft. Die konvexe Krümmung der Innenwandung 8a trägt also dazu bei, daß der Winkel für eine Totalreflektion an dem Bereich 5b nicht überschritten, sondern das Licht entsprechend gut ausgenutzt wird. Die in Fig. 3 und 6 als Kreisbogen dargestellte konvexe Krümmung, bei welcher also die Mantellinien dieses Innenwandabschnittes 8a entsprechend gekrümmt sind, könnte auch eine abgewandelte Krümmung haben oder vieleckig gestaltet sein.

Dabei ist in beiden Ausführungsbeispielen vorgesehen, daß das Leuchtmittel 2 oder seine Lichtquelle im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden parallelen Begrenzungen 3 oder symmetrisch zu dieser Mitte in der Öffnung 8 angeordnet ist, so daß die erwähnte gedachte Ebene zwischen den beiden Begrenzungen 3 von diesen jeweils denselben Abstand hat und parallel zu diesen verläuft.

Gleichzeitig ist vorgesehen, daß der konvex prismatische Querschnitt der Übergangsfläche 5 mit den beiden die Kante 9 bildenden Abschnitten 5a und 5b zwischen den beiden parallelen Begrenzungen 3 ein Prisma mit einem Winkel von 90° ist. Die Kante 9 dieses Prismas verläuft also in der schon erwähnten Ebene der Vorrichtung 1 oder des Lichtsammelteiles 4, in welcher das Leuchtmittel 2 ganz oder im wesentlichen angeordnet ist.

Bei gleichzeitiger Betrachtung der Fig. 1 und 2 oder der Fig. 4 und 5 wird deutlich, daß in beiden Ausführungsbeispielen die mit prismatischem - oder gegebenenfalls gerundetem - Querschnitt versehene Übergangsfläche 5 an der Außenseite des gesamten Lichtsammelteiles 4 bis zu dessen Lichtaustrittsstelle 12, die auch eine Lichtkupplungsstelle sein könnte, verläuft. Fig. 1 zeigt, daß diese Lichtaustrittsstelle 12 gleichzeitig die Lichtkupplungsstelle zu einem weiteren Lichtleiter 13 sein kann, der sich über eine beliebige Länge, auch als flexibler Leichtleiter erstrecken könnte. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis 6 wird die Lichtaustrittsstelle 12 zwischen den Fortsetzungen 7 zur Beleuchtung benutzt, jedoch könnte auch dort ein weiterer Lichtleiter 13 vorgesehen werden.

In Fig. 3 und 6 erkennt man, daß die an der Öffnung 8 zur Aufnahme des Leuchtmittels 2 oder der Lichtquelle vorgesehene Krümmung der Wandung 5a jeweils von dem Leuchtmittel 2 weggerichtet ist, das heißt, in der Ebene, in welcher sich das Leuchtmittel 2 befindet, ist auch die gekrümmte Wandung 8a dem Leuchtmittel am nächsten und entfernt sich dann aufgrund der Krümmung nach beiden Seiten mehr und mehr.

Gemäß den Fig. 1 und 4 verläuft dabei dieser mit einer Krümmung versehene Wandungsteil 8a nur über einen Teil des Umfanges der Öffnung 8, während die Wandung 8b der Öffnung 8 in Abstrahlrichtung, also in Richtung zu der Lichtaustrittsstelle 12 hin, einen geradlinigen Querschnitt hat, so daß die Mantellinien der Innenwand 8b gerade und rechtwinklig zu den beiden flachen und ebenen Begrenzungen 3 verlaufen. Dieser Verlauf der Mantellinie im Innenwandbereich 8b ist wiederum in den Fig. 3 und 6 zu erkennen. Dabei kann in diesem Bereich der Öffnung 8 auf die Krümmung der Mantellinien verzichtet werden, weil die in dieser Richtung von dem Leuchtmittel 2 einfallenden Lichtstrahlen nicht unbedingt auf eine bestimmte Stelle oder Hälfte der prismatisch geformten Übergangsfläche 5 gelenkt werden müssen. Wichtig ist, daß in dem Bereich, in welchem bei nicht prismatischer und nicht konvex gekrümmter Gestaltung der Übergangsfläche 5 keine Totalreflektion stattfinden würde, durch die Krümmung der Innenwand 8a der Öffnung 8 die dorthin fallenden Lichtstrahlen 10 beim Übergang aus der Öffnung 8 in das Lichtsammelteil 4 etwas gebrochen und so unter dem Winkel einer Totalreflektion auf die Übergangsfläche 5 gelenkt werden.

In Fig. 1 und 4 erkennt man ferner, daß der größere Teil des Umfanges der Öffnung 8 eine zur Mitte der Öffnung 8 hin konvex gekrümmte Oberfläche mit schräg oder gekrümmt verlaufenden Mantellinien hat und die Krümmung dieser Mantellinien in Umfangsrichtung zu dem geradlinige Mantellinien aufweisenden Bereich allmählich abnimmt, was zu einem entsprechend gleichmäßigen Übergang führt.

Durch die Gestaltung der Übergangsfläche 5 als Prisma oder in sonstiger Weise mit konvex gekrümmten Mantellinien versehene Fläche wird auch in dem dem Leuchtmittel sehr nahen Bereich, wo normaler­ weise eine Totalreflektion der Strahlen des Leuchtmittels 2 nicht mehr stattfinden kann, eine solche Totalreflektion weiterer Lichtstrahlen ermöglicht, so daß die Lichtausbeute der Vorrichtung 1 durch diese Gestaltung und die damit einhergehenden Winkelverhält­ nisse im Bereich der auftreffenden Strahlen 10 vergrößert wird.

Die Vorrichtung 1 dient zum gezielten Abgeben oder Einleiten des Lichtes eines Leuchtmittels 2 in einen ein Lichtsammelteil 4 bildenden Lichtleiter, der flach und mit zwei parallelen ebenen Begrenzungen 3 versehen ist. Die zwischen seinen parallelen Begrenzungen 3 befindliche Übergangsfläche 5 und die Grenze 6 zwischen dieser Übergangsfläche 5 und den parallelen Begrenzungen 3 bildet dabei eine Parabel, Ellipse, einen Kreisbogen oder ein an derartige Kurven angenähertes Vieleck, wobei im Brennpunkt einer solchen Ellipse oder Parabel oder exzentrisch zum Mittelpunkt eines Kreisbogens das lichtabgebende Leuchtmittel 2 in einer Öffnung 8 angeordnet ist. Damit auch in dem diesem Brennpunkt bzw. dem Leuchtmittel 2 nahen Bereich eine Totalreflektion des Lichtes erzielt wird, ist zumindest in diesem Bereich die Übergangsfläche 5 zwischen den beiden parallelen Begrenzungen 3 konvex prismatisch oder konvex gekrümmt gestaltet, das heißt, die zwischen den Grenzen 6 verlaufenden Mantellinien bilden einen Winkel miteinander oder verlaufen auf einem Bogen. Dadurch ergibt sich zwischen dem hier auftreffenden Licht und der Übergangsfläche 5 innenseitig ein genügend kleiner Winkel, um eine Totalreflektion und damit eine gute Lichtausbeute zu erzielen.

Claims (7)

1. Vorrichtung (1) zum gezielten Abgeben oder Einleiten des von wenigstens einem Leuchtmittel ausgehenden Lichtes in einen Lichtleiter, wobei die Vorrichtung ein flaches, mit zwei parallelen Begrenzungen (3) versehenes Lichtsammelteil (4) aufweist, das zwischen seinen parallelen Begrenzungen (3) eine Übergangsfläche (5) hat, wobei der Verlauf oder die Außenkontur der Grenze (6) zwischen den parallelen Begrenzungen (3) und der Übergangsfläche (5) und damit der Verlauf oder die Außenkontur der Übergangsfläche (5) vieleckig oder bogenförmig ist, zum Beispiel die Form einer Parabel oder eines wenigstens einen Brennpunkt aufweisenden Teiles eines Ellipse hat, und wobei zur Aufnahme des zu der Vorrichtung gehörenden Leucht­ mittels (2) eine beispielsweise im Brennpunkt der Ellipse oder im Brennpunkt der Parabel oder exzentrisch zu dem Mittelpunkt eines die Außenkontur bildenden Kreisbogens und vorzugsweise in der Mitte zwischen den parallelen Begrenzungen (3) eine Öffnung (8) vorgesehen ist und das Lichtsammelteil (4) aus einem glasklaren Werkstoff, zum Beispiel aus Glas, Quarz und/oder aus Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Teil der Übergangsfläche (5) zwischen den beiden parallelen Begrenzungen (3), in welchem das von dem Leucht­ mittel (2) ausgehende Licht bei rechtwinklig zu den Be­ grenzungen (3) verlaufenden Mantellinien nicht total reflek­ tiert würde, einen konvex prismatischen oder konvex gekrümmten Querschnitt zwischen den beiden parallelen Begrenzungen (3) hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der dem Bereich, in welchem bei rechtwinklig zu den Begrenzungen (3) verlaufenden Mantellinien das Licht nicht total reflektiert würde, zugewandte Teil der Innenwand (8a), der das Leuchtmittel (2) aufnehmenden Öffnung (8) zur Mitte dieser Öffnung (8) hin derart konvex gekrümmt oder mehreckig gestaltet ist, daß das von dem Leuchtmittel (2) oberhalb einer dieses Leuchtmittel (2) enthaltenden, parallel zu den Begrenzungen (3) verlaufenden gedachten Ebene abgestrahlte Licht oberhalb dieser Ebene und das von dem Leuchtmittel (2) unterhalb dieser Ebene abgestrahlte Licht unterhalb der Ebene innenseitig auf die Außenkontur oder Übergangsfläche (5) des Lichtsammelteiles (4) oder Lichtleiters trifft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtmittel (2) oder seine Lichtquelle im wesentlichen in der Mitte zwischen den beiden parallelen Begrenzungen (3) oder symmetrisch zu dieser Mitte in der Öffnung (8) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der konvex prismatische Querschnitt der Übergangsfläche (5) zwischen den beiden parallelen Begrenzungen (3) ein Prisma mit einem Winkel von 90° ist, wobei die Kante (9) dieses Prismas in der Ebene der Vorrichtung (1) verläuft, in der das Leuchtmittel (2) ganz oder im wesentlichen angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit prismatischem oder gerundetem Querschnitt versehene Übergangsfläche (8) an der Außenseite des gesamten Lichtsammelteiles (4) bis zu dessen Lichtaus­ trittsstelle (12) oder zur Lichtkupplungsstelle verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Öffnung (8) zur Aufnahme des Leuchtmittels (2) oder der Lichtquelle vorgesehene, von dem Leuchtmittel (2) jeweils weggerichtete Krümmung über einen Teil des Umfanges der Öffnung (8) verläuft und daß die Wandung (8b) der Öffnung (8) in Abstrahlrichtung einen geradlinigen Querschnitt hat, dessen Mantellinien gerade und rechtwinklig zu den beiden flachen und ebenen Begrenzungen (3) verlaufen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Teil des Umfanges der Öffnung (8) eine zur Mitte der Öffnung (8) hin konvex gekrümmte Oberfläche mit schräg oder gekrümmt verlaufenden Mantellinien hat und die Krümmung dieser Mantellinien in Umfangsrichtung zu dem geradlinige Mantellinien aufweisenden Bereich allmählich abnimmt.