DE19938439A1 - Signalleuchte mit gleichmäßiger Beleuchtungsstärke und glatten Flächen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalleuchte, die eine Lichtquelle (20), eine Vorsatzlinse (30) und eine optische Platte (40) umfaßt, wobei die Vorsatzlinse über Mittel verfügt, durch die die von der Lichtquelle abgegebene Strahlung im wesentlichen gleichförmig auf mindestens einen Teil der Oberfläche der optischen Platte (40) verteilt wird, und die optische Platte Rippen zur Ausrichtung der Strahlung in Richtung (X) der optischen Achse der Signalleuchte aufweist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist diese optische Platte mindestens in einem abgegrenzten Bereich (S1-S5) auf ihrer Oberfläche mit Rippen versehen, wobei der Rest der Plattenoberfläche aus einem oder mehreren optisch neutralen Bereichen (L1-L4) gebildet wird, und es kann mindestens ein Teil der von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung durch die Verteilungsmittel auf die abgegrenzten gerippten Bereiche (S1-S5) gelenkt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Signalleuchten, die im allgemeinen am Heck von Kraftfahrzeugen angebracht sind, um eine im wesentlichen in eine Richtung verlaufende Lichtstrah­ lung abzugeben.

Bis in die letzten Jahre wiesen die meisten Signalleuchten den Nachteil auf, eine nur wenig homogene leuchtende Fläche zu erzeugen, obgleich Vorrichtungen zur Lichtverteilung verwendet wurden, die im allgemeinen aus Kugeln oder Kreisringen bestan­ den, die in der Abdeckscheibe oder einer optischen Platte der Signalleuchte integriert waren. Zwar war dieser Nachteil unter dem Gesichtspunkt der geltenden Vorschriften hinnehmbar, er war jedoch der Ästhetik abträglich, während heutzutage einer gleichmäßig leuchtenden Fläche der Signalleuchten wachsende Bedeutung zukommt.

Aus der FR-A-2 614 969 ist bereits eine Signalleuchte mit gleichmäßig leuchtender Fläche bekannt. Diese Signalleuchte umfaßt in einem Gehäuse einen durchsichtigen oder lichtdurch­ lässigen optischen Schirm, der als "Vorsatzlinse" bezeichnet wird und der sich zwischen einer Lichtquelle und einer im wesentlichen planen optischen Platte befindet, die senkrecht zur optischen Achse der Signalleuchte verläuft. Die besondere geometrische Form der Vorsatzlinse gewährleistet, daß die Oberflächendichte des auf die Platte auftreffenden Lichtstroms auf der gesamten Plattenoberfläche im wesentlichen konstant ist. Die Plattenoberfläche ist ferner noch mit Rippen versehen, durch die die von der Vorsatzlinse ausgehenden Lichtstrahlen ausgerichtet werden, um eine zur optischen Achse der Signal­ leuchte parallel verlaufende Lichtstrahlung nach außen zu projizieren.

Die Gleichmäßigkeit der durch diese Signalleuchte erzeugten Beleuchtung stellt somit im Vergleich zu den früheren Vorrich­ tungen eine ästhetische Verbesserung dar. Durch die auf der Platte befindlichen Rippen kann das Licht jedoch nicht von außen in eine derartige Signalleuchte eindringen, und eine auf die Signalleuchte blickende Person erkennt lediglich eine undurchsichtige Fläche. Der gegenwärtige ästhetische Trend geht jedoch hin zu Signalleuchten, die den Eindruck eines glatten, durchsichtigen "Schaufensters" vermitteln, so daß ein Betrach­ ter eine gewisse Tiefe des Hohlraums der Signalleuchte tatsäch­ lich oder scheinbar wahrnehmen kann.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, die Ästhetik der bekannten Signalleuchten zu verbessern, indem eine Signalleuchte vorgeschlagen wird, die sowohl über eine leuch­ tende Fläche gleichmäßiger Intensität verfügt, als auch in ausgeschaltetem Zustand von außen betrachtet den Eindruck einer gewissen Tiefe vermittelt.

Zur Erreichung dieses Ziels schlägt die vorliegende Erfindung eine Signalleuchte vor, die eine Lichtquelle, eine Vorsatzlin­ se, und eine optische Platte umfaßt, wobei die Vorsatzlinse über Mittel verfügt, durch die die von der Lichtquelle abgege­ bene Strahlung im wesentlichen gleichförmig auf mindestens einen Teil der Oberfläche der optischen Platte verteilt wird, und die optische Platte Rippen zur Ausrichtung der Strahlung entlang der optischen Achse der Signalleuchte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Platte mindestens in einem abgegrenzten Bereich auf ihrer Oberfläche mit Rippen versehen ist und der Rest der Plattenoberfläche aus einem oder mehreren optisch neutralen Bereichen gebildet wird, und daß mindestens ein Teil der von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung durch die Verteilungsmittel auf die abgegrenzten gerippten Bereiche gelenkt werden kann.

Die erfindungsgemäße Signalleuchte zeichnet sich u. a. vorzugs­ weise durch folgende Merkmale aus:

• - durch die Verteilungsmittel kann der wesentliche Teil der von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung lediglich auf den bzw. die abgegrenzten gerippten Bereiche der optischen Plat­ te gerichtet werden;
• - durch einen Reflektor kann ein Teil der von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung auf die optische Platte reflektiert werden;
• - durch diesen Reflektor kann ein wesentlicher Teil der von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung auf den bzw. die op­ tisch neutralen Bereiche der optischen Platte gerichtet wer­ den;
• - die optische Platte bildet eine Abdeckscheibe der Signal­ leuchte;
• - die optisch neutralen Bereiche der optischen Platte sind glatt;
• - die optisch neutralen Bereiche der optischen Platte umfassen Flächen mit einer geringen Krümmung, die so gewählt ist, daß die Tiefe der Signalleuchte hinter der optischen Platte wahrgenommen werden kann;
• - die optische Platte umfaßt eine Vielzahl von optisch neutra­ len Bereichen, die sich mit den gerippten Bereichen abwech­ seln.

Die nachfolgende detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verdeutlicht unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft weitere Gesichtspunk­ te, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsart der Signalleuchte,

Fig. 2 eine Ansicht der Signalleuchte aus Fig. 1, die den Verlauf eines Teils der Lichtstrahlen bei eingeschal­ teter Signalleuchte zeigt,

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten erfindungsgemäßen Variante der Signalleuchte, die den Verlauf der Lichtstrahlen bei eingeschalteter Signal­ leuchte zeigt,

Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante der Signalleuch­ te,

Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht einer Variante der erfindungsgemäßen optischen Platte der Signal­ leuchte.

Vor der nun folgenden Beschreibung werden drei orthogonal zueinander verlaufende Richtungen X, Y und Z festgelegt, die in den Abb. Verwendung finden, wobei X die optische Achse der Signalleuchte darstellt und Y und Z der horizontalen bzw. vertikalen Achse entsprechen.

In Fig. 1 ist zunächst eine Signalleuchte F dargestellt, die in einem Gehäuse 10 eine Lichtquelle, beispielsweise eine Glühlam­ pe 20, sowie eine Vorsatzlinse 30 und eine optische Platte 40 enthält. Die Signalleuchte wird durch eine glatte Scheibe 50 abgedeckt. Die Vorsatzlinse 30, die als solche aus der FR-A-2 614 969 bekannt ist, weist an ihrer Innenseite 31 Rippen auf, die im wesentlichen in der Horizontalen Y verlaufen, um die von der Lichtquelle 20 abgegebene Strahlung so auszurichten, daß diese im wesentlichen das Ausmaß der Platte 40 in der Vertika­ len abdeckt. Die Außenseite 32 der Vorsatzlinse 30 weist dage­ gen Rippen auf, die im wesentlichen in der Vertikalen Z verlaufen, um die Strahlen der Lichtquelle 20 auf der Platte 40 nahezu gleichförmig in der Horizontalen Y zu verteilen. Die Strahlung trifft somit, je nach den bekannten Eigenschaften der Vorsatzlinse 30, auf jede Flächeneinheit der Platte mit dersel­ ben Intensität auf.

Die Platte 40 ist so gefertigt, daß die beiden folgenden Funk­ tionen erfüllt werden:

• - Einerseits muß durch die Platte bei eingeschalteter Signal­ leuchte mindestens ein Teil der von der Vorsatzlinse 30 aus­ gehenden Strahlen ausgerichtet werden, um eine den geltenden Vorschriften entsprechende Signallichtstrahlung außerhalb der Signalleuchte abzugeben. Unter ästhetischem Gesichts­ punkt muß die von der Platte 40 in X-Richtung der optischen Achse der Signalleuchte erzeugte Beleuchtung außerdem in ei­ ner senkrecht zu dieser optischen X-Achse verlaufenden Ebene YZ gleichmäßig erfolgen.
• - Andererseits muß die Platte bei ausgeschalteter Signalleuch­ te dem Betrachter eine Tiefenwirkung vermitteln, um dem oben genannten ästhetischen Zweck zu entsprechen.

Hierzu ist die Platte 40 in gerippte Bereiche S1 bis S5 unter­ teilt, die mit glatten Bereichen L1 bis L4 abwechseln. Die Rippen der Bereiche S1 bis S5 können die von der Vorsatzlinse 30 ausgehenden Strahlen entlang der optischen X-Achse der Signalleuchte ausrichten. Somit werden die von der Lichtquelle 20 abgegebenen und von der Vorsatzlinse 30 jeweils auf die Bereiche S1 bis S5 gelenkten Strahlen durch diese Rippen ent­ lang der optischen X-Achse der Signalleuchte ausgerichtet. Da die Abdeckscheibe 50 im wesentlichen glatt ist, werden die sie durchdringenden Lichtstrahlen nicht abgelenkt, und die einge­ schaltete Signalleuchte gibt somit parallel zur optischen X- Achse der Signalleuchte verlaufende Lichtstrahlen ab, die von den Bereichen S1 bis S5 auszugehen scheinen. Da der auf die gerippten Bereiche S1 bis S5 der Platte 40 auftreffende Lichtstrom, wie bereits erwähnt, gleichförmig ist, ist die von den Bereichen S1 bis S5 gebildete leuchtende Fläche gleichmä­ ßig.

Die Bereiche L1 bis L4 sind im wesentlichen glatt. Das Licht kann somit von außen durch diese Bereiche L1 bis L4 ins Innere der Signalleuchte dringen. Ist die Signalleuchte F ausgeschal­ tet, zeigt sie folglich optisch neutrale Bereiche L1 bis L4, durch die der Betrachter die Tiefe der Signalleuchte erkennen kann und den Eindruck eines glatten "Schaufensters" hat, was vom ästhetischen Gesichtspunkt besonders vorteilhaft ist.

Die erfindungsgemäße Signalleuchte erlaubt daher gleichzeitig,

• - auf den glatten Bereichen L1 bis L4 den Eindruck eines "Schaufensters" gemäß dem angestrebten ästhetischen Ziel zu vermitteln,
• - eine vorschriftsmäßige Beleuchtungsstärke und eine gleichmä­ ßige, von den gerippten Bereichen S1 bis S5 ausgehende Lichtverteilung zu bewirken, wie näher in Fig. 2 dargestellt ist, die schematisch den Verlauf des Teils der von der Vor­ satzlinse 30 ausgehenden Lichtstrahls zeigt, der auf die Rippen S1 bis S5 gelenkt wird.

Im Falle der in Fig. 1 und 2 dargestellten Signalleuchte wird ein (in Fig. 2 nicht abgebildeter) Teil der von der Vorsatzlin­ se 30 abgegebenen Strahlung auf die glatten Bereiche L1 bis L4 gelenkt. Da diese Strahlung weder durch die glatten Bereiche noch durch die optisch neutrale Abdeckscheibe 50 abgelenkt wird, wird diese Strahlung für die Hauptfunktion der Signal­ leuchte nicht genutzt, die in der Beleuchtung entlang einer parallel zur optischen X-Achse verlaufenden Richtung besteht. Gemäß einer in Fig. 3 dargestellten Variante der Erfindung ist daher vorgesehen, die auf beiden Seiten der Vorsatzlinse 30 befindlichen Rippen so anzupassen, daß die von der Lichtquelle 20 abgegebene Strahlung im wesentlichen auf die Bereiche S1 bis S5 der Platte 40 gelenkt wird. Durch eine derartige Anpassung, die vom Fachmann mit einfachen geometrischen Berechnungen mit Hilfe des Computers vorgenommen werden kann, kann der wesentli­ che Teil des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts für die Beleuchtung entlang der optischen Achse der Signalleuchte genutzt werden. Der nutzbare Lichtstrom der Signalleuchte wird auf diese Weise erheblich verstärkt. So zeigt Fig. 3 die Anpas­ sung der an der Außenseite 32 der Vorsatzlinse vertikal verlau­ fenden Rippen, um so den wesentlichen Teil der von der Lichtquelle 20 abgegebenen Strahlen auf die gerippten Bereiche S1 bis S5 der optischen Platte 40 in der Horizontalen Y zu verteilen. In dieser Abbildung entsprechen die schraffierten Winkelabschnitte zwischen der Vorsatzlinse 30 und der optischen Platte 40 den Bereichen, die von der Strahlung aus der Vorsatz­ linse 30 nicht durchdrungen werden.

Es ist gleichfalls möglich, die an der Innenseite 31 der Vor­ satzlinse horizontal verlaufenden Rippen nach dem gleichen Prinzip anzupassen, um den wesentlichen Teil der von der Licht­ quelle abgegebenen Strahlen auf spezielle Bereiche in der Vertikalen Z zu verteilen.

In Fig. 4 wird eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform einer Signalleuchte dargestellt. Auch hier befindet sich eine Vorsatzlinse 30 zwischen einer Lichtquelle 20 und einer Platte 40, die der in Fig. 1 abgebildeten gleicht. Die Besonderheit dieser Ausführungsart besteht darin, daß ein Teil der von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung die optisch neutralen Teile 35 und 36 der Vorsatzlinse 30 durchdringt, um auf die Wände eines Reflektors 60 zu treffen, an dem die Vorsatzlinse 30 und die Lichtquelle 20 befestigt sind. Die Geometrie des Reflektors 60 entspricht vorteilhafterweise der eines Rotationsparaboloi­ den, der auf die Lichtquelle 20 fokussiert ist und dessen Oberflächenelemente nach Art einer Fresnelschen Stufenlinse versetzt sind, wodurch der Raumbedarf der Signalleuchte in der Tiefe begrenzt wird. Die von den Reflektorwänden reflektierten Strahlen werden somit zur optischen X-Achse abgelenkt und treffen mit einigermaßen gleichförmiger Oberflächenintensität und nahe der X-Achse verlaufend auf die Platte 40.

Der Bereich 37 der Vorsatzlinse weist die gleiche Geometrie wie die in Fig. 1 dargestellte Vorsatzlinse auf. In einer in den Abbildungen nicht dargestellten Variante kann dieser Bereich 37 ähnlich der Vorsatzlinse aus Fig. 3 so angepaßt werden, daß die die Vorsatzlinse durchdringende Strahlung im wesentlichen auf die gerippten Bereiche S1 bis S5 gelenkt werden kann. In diesem Fall wird die Geometrie der Wände des Reflektors 60 gleichfalls angepaßt, um den wesentlichen Teil der von den Bereichen 35 und 36 ausgehenden Strahlung auf die glatten Bereiche L1 bis L4 zu reflektieren, so daß von der Signalleuchte eine nahezu gleich­ mäßige Strahlung entlang der optischen X-Achse auf ihrer gesam­ ten Oberfläche abgegeben wird.

Der Vorteil der Ausführungsart mit Reflektor besteht darin, daß dadurch ein größerer Teil des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstroms verwendet werden kann, wobei ein Teil der von der Lichtquelle 20 in der der Platte 40 entgegengesetzten Halbebene abgegebenen Strahlen wiederverwendet werden und erneut auf diese Platte gelenkt werden kann, um zum Lichtstrom entlang der optischen X-Achse beizutragen.

In einer in Fig. 5 dargestellten Variante der Erfindung, bei der die Bereiche L1 bis L4 nach besonderen ästhetischen Ge­ sichtspunkten ausgeführt sind, sind diese nicht vollkommen glatt, sondern weisen Zylinder mit einem großem Radius auf. Bei dieser Variante, die gestalterisch eine Alternative darstellt, bleiben die Bereiche L1 bis L4 optisch neutral (wobei der Radius der Zylinder so groß gewählt ist, daß die Ablenkung der Lichtstrahlen beim Durchdringen der Zylinder zu vernachlässigen ist) und ermöglichen so, daß bei einem Teil der Oberfläche der Signalleuchte die Tiefenwirkung erhalten bleibt.

Die gerippten Bereiche S1 bis S5 der Signalleuchte in Fig. 1 und 2 verlaufen in der Vertikalen Z. Daraus ergibt sich, daß die Erfindung nicht auf diese spezielle Form beschränkt ist. Die einerseits gerippten und andererseits optisch neutralen Bereiche können auf der Oberfläche der Platte 40 insbesondere beliebige geometrische Muster bilden, wie beispielsweise gerade oder gebogene Streifen, je nach der beabsichtigten ästhetischen Wirkung, wobei die Form und das Erscheinungsbild der durch die Abdeckscheibe und die optische Platte sichtbaren Bereiche des Gehäuses der Signalleuchte durch die gewählte Anordnung der optisch neutralen Bereiche bestimmt werden. Bei Signalleuchten, bei denen der wesentliche Teil des von der Lichtquelle abgege­ benen Lichts auf die gerippten Bereiche gelenkt werden soll, muß die Geometrie der Rippen an der Innen- und Außenseite der Vorsatzlinse 30 je nach Verteilung der glatten und gerippten Bereiche auf der Platte 40 von einem Fachmann angepaßt werden.

Die optische Platte 40 kann erfindungsgemäß schließlich auch als Abdeckscheibe der Signalleuchte dienen, und es können Mittel vorgesehen werden, um eine den Vorschriften entsprechen­ de Lichtverteilung des von der Platte 40 ausgehenden Lichts in der Höhe und in der Breite zu gewährleisten.

Claims (8)

1. Signalleuchte, mit einer Lichtquelle (20), einer Vorsatz­ linse (30), und einer optischen Platte (40), wobei die Vorsatz­ linse über Mittel verfügt, durch die die von der Lichtquelle abgegebene Strahlung im wesentlichen gleichförmig auf minde­ stens einen Teil der Oberfläche der optischen Platte (40) verteilt wird, und die optische Platte Rippen zur Ausrichtung der Strahlung in Richtung (X) der optischen Achse der Signal­ leuchte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Platte mindestens in einem abgegrenzten Bereich (S1-S5) auf ihrer Oberfläche mit Rippen versehen ist und der Rest der Plattenoberfläche aus einem oder mehreren optisch neutralen Bereichen (L1-L4) gebil­ det wird, und daß mindestens ein Teil der von der Lichtquelle abgegebenen Strahlung durch die Verteilungsmittel auf die abgegrenzten gerippten Bereiche (S1-S5) gelenkt werden kann.

2. Signalleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verteilungsmittel der wesentliche Teil der von der Lichtquelle (20) abgegebenen Strahlung lediglich auf den bzw. die abgegrenzten gerippten Bereiche der optischen Platte gerichtet werden kann.

3. Signalleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reflektor (60) vorgesehen ist, durch den ein Teil der von der Lichtquelle abgegebenen Strah­ lung auf die optische Platte (40) reflektiert werden kann.

4. Signalleuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Reflektor (60) ein we­ sentlicher Teil der von der Lichtquelle (20) abgegebenen Strah­ lung auf den bzw. die optisch neutralen Bereiche (L1-L4) der optischen Platte (40) gerichtet werden kann.

5. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Platte (40) eine Abdeckscheibe der Signalleuchte bildet.

6. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch neutralen Bereiche (L1- L4) der optischen Platte (40) glatt sind.

7. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch neutralen Bereiche (L1- L4) der optischen Platte (40) Flächen mit einer geringen Krüm­ mung umfassen, die so gewählt ist, daß die Tiefe der Signal­ leuchte hinter der optischen Platte wahrnehmbar ist.

8. Signalleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Platte (40) eine Vielzahl von optisch neutralen Bereichen (L1-L4) umfaßt, die sich mit den gerippten Bereichen (S1-S5) abwechseln.