DE202013101509U1 - Optische Linse für Streifenbeleuchtungen - Google Patents

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Abstract

Optische Linse, die für Streifenbeleuchtungen geeignet ist, die als dreidimensionales Lichtleitelement mit einer Länge (entlang einer X-Achse), einer Breite (entlang einer Y-Achse) und einer Höhe (entlang einer Z-Achse) ausgeführt ist und eine Vielzahl von Lichtleitkörpern (11) aufweist, die in der Z-Achse zwei parallel zueinander verlaufende Reflexionsflächen (111) besitzen, wobei die beiden Reflexionsflächen (111) seitlich miteinander verbunden sind und somit auf beiden gegenüberstehenden Seiten jeweils eine erste bogenförmige Krümmung (112) bilden, und wobei die beiden äußersten Lichtleitkörper (11) auf ihren äußeren ersten Krümmungen (112) oben mit einer Schnittfläche (113) versehen sind, und wobei eine nach oben gerichtete Aussparung (114) an der von den beiden Reflexionsflächen (111) und den beiden ersten Krümmungen (112) begrenzten unteren Stelle ausgebildet ist, und wobei eine zweite Krümmung (115) gegenüber der Öffnung der Aussparung (114) ausgebildet ist, die vom Umfang zur Mitte konvex ausgeführt ist, und wobei die Umfangswand der Aussparung (114) eine dritte konvexe Krümmung (116) bildet, und wobei die beiden Reflexionsflächen (111) aller Lichtleitkörper (11) und die oberen Endabschnitte der beiden äußersten Schnittflächen (113) eine Lichtaustrittsfläche (117) begrenzen, die mit einem Lichtleitaufbau (118) versehen ist, und wobei Lichtquellen (2) in den Aussparungen (114) der Lichtleitkörper (11) aufgenommen werden können.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die Erfindung betrifft eine optische Linse, insbesondere eine optische Linse für Streifenbeleuchtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • [Stand der Technik]
  • Die Leuchtdiode (LED) ist ein Halbleiter-Bauelement mit elektrischen Eigenschaften einer Diode, bei der elektrische Energie in Lichtenergie umgewandelt wird.
  • Dank der langen Gebrauchszeit, der hohen Lichtausbeute, der niedrigen Strahlung sowie des niedrigen Stromverbrauchs finden LEDs umfangreiche Anwendungen in beispielsweise optischen Anzeigeelementen, Statusanzeigen, Fahrzeugbeleuchtungen, Verkehrsampeln, Straßenbeleuchtungen, Hintergrundbeleuchtungen von Flüssigkristallanzeigen, Bildschirmen, Beleuchtungsanlagen usw. In Fahrzeugen werden LEDs in Innenraumbeleuchtungen wie Instrumenten-, Radio-, Hintergrundbeleuchtung für Schalter sowie Leseleuchte und in Kraftfahrzeugaußenbeleuchtungen wie Bremsleuchten, Heckleuchten, Seitenleuchten und Scheinwerfern als Lichtquelle verwendet.
  • Aus der WO2005/001332 A1 ist eine optische Linse für eine einzelne Lichtquelle bekannt, die schalenförmig ausgeführt ist. Durch die optische Linse erzeugt die Lichtquelle am Ende punktförmige Lichtstrahlen in einem Kreis. Werden mehrere optische Linsen und Lichtquelle angepasst in einer Beleuchtungsanlage installiert, werden bei Beleuchtungen von LEDs statt Leuchtbänder lediglich unterbrochene punktförmige Lichtstrahlen erzeugt.
  • [Aufgabe der Erfindung]
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für Streifenbeleuchtungen geeignete, optische Linse zu schaffen, durch die Leuchtbänder erzeugt werden können, so dass diese optische Linse gemeinsam mit einem Lampengehäuse in Fahrzeugbeleuchtungen bzw. Beleuchtungsanlagen verwendet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine für Streifenbeleuchtungen geeignet, optische Linse, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Gemäß der Erfindung wird eine optische Linse bereitgestellt, die für Streifenbeleuchtungen geeignet ist, als dreidimensionales Lichtleitelement mit einer Länge (entlang einer X-Achse), einer Breite (entlang einer Y-Achse) und einer Höhe (entlang einer Z-Achse) ausgeführt ist und eine Vielzahl von Lichtleitkörpern aufweist, die in der Z-Achse zwei parallel zueinander verlaufende Reflexionsflächen besitzen, wobei die beiden Reflexionsflächen seitlich miteinander verbunden sind und somit auf beiden gegenüberstehenden Seiten jeweils eine erste bogenförmige Krümmung bilden, und wobei die beiden äußersten Lichtleitkörper auf ihren äußeren ersten Krümmungen oben mit einer Schnittfläche versehen sind, und wobei eine nach oben gerichtete Aussparung an der von den beiden Reflexionsflächen und den beiden ersten Krümmungen begrenzten unteren Stelle ausgebildet ist, und wobei eine zweite Krümmung gegenüber der Öffnung der Aussparung ausgebildet ist, die vom Umfang zur Mitte konvex ausgeführt ist, und wobei die Umfangswand der Aussparung eine dritte konvexe Krümmung bildet, und wobei die beiden Reflexionsflächen aller Lichtleitkörper und die oberen Endabschnitte der beiden äußersten Schnittflächen eine Lichtaustrittsfläche begrenzen, die mit einem Lichtleitaufbau versehen ist, und wobei Lichtquellen in den Aussparungen der Lichtleitkörper aufgenommen werden können.
  • Gemäß der Erfindung kann der Lichtleitaufbau aus mehreren parallel zur X-Achse verlaufenden und aneinander angeordneten bogenförmigen Rippen bestehen.
  • Gemäß der Erfindung kann der Lichtleitaufbau aus mehreren parallel zur X-Achse verlaufenden und aneinander angeordneten bogenförmigen Ausnehmungen bestehen.
  • Gemäß der Erfindung kann der Lichtleitaufbau aus mehreren parallel zur Z-Achse verlaufenden und aneinander angeordneten bogenförmigen Rippen bestehen.
  • Gemäß der Erfindung kann der Lichtleitaufbau aus mehreren parallel zur Z-Achse verlaufenden und aneinander angeordneten bogenförmigen Ausnehmungen bestehen.
  • Gemäß der Erfindung kann der Lichtleitaufbau ausgehend von den beiden Seiten der Lichtaustrittsfläche zur Mitte der Lichtaustrittsfläche in einer allmählich abgestuften Dichte ausgebildet sein. Alternativ kann der Lichtleitaufbau ausgehend von der Mitte der Lichtaustrittsfläche zu den beiden Seiten der Lichtaustrittsfläche in einer allmählich abgestuften Dichte ausgebildet sein.
  • Gemäß der Erfindung kann die Lichtaustrittsfläche der optischen Linse von einer Seite zur anderen Seite schräg ausgebildet sein, so dass das Lot zu dem Boden (dem Lichteintrittsende) auf einer Seite kürzer als das Lot zu dem Boden (dem Lichteintrittsende) auf der anderen Seite ist, wobei die Lichtaustrittsfläche von einer Seite zur anderen Seite linear bzw. bogenförmig ausgeführt ist.
  • [Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
  • Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Linse;
  • 2 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Linse;
  • 3 eine perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Linse;
  • 4 eine perspektivische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Linse;
  • 5 eine perspektivische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Linse;
  • 6 eine perspektivische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen optischen Linse;
  • 7 einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Linse;
  • 8 einen vergrößerten Teilschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Linse, wobei die Lichtprojektion gezeigt ist;
  • 9 einen Schnitt durch ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Linse; und
  • 10 einen Schnitt durch ein achtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Linse.
  • [Erläuterung der bevorzugten Ausführungsform]
  • Wie in 1 gezeigt, ist die erfindungsgemäße optische Linse 1 für Streifenbeleuchtungen ein dreidimensionales streifenförmiges Lichtleitelement mit einer bestimmten Länge, einer bestimmten Breite und einer bestimmten Höhe. Hierbei werden die Länge, die Breite und die Höhe der optischen Linse 1 in einem dreidimensionalen Koordinatensystem jeweils in X-, Y- und Z-Achse dargestellt. Die optische Linse 1 weist eine Vielzahl von Lichtleitkörpern 11 auf, die in der Z-Achse zwei parallel zueinander verlaufende Reflexionsflächen 111 besitzen. Die beiden Reflexionsflächen 111 sind seitlich miteinander verbunden und bilden somit auf beiden gegenüberstehenden Seiten jeweils eine erste bogenförmige Krümmung 112. Die beiden äußersten Lichtleitkörper 11 sind auf ihren äußeren ersten Krümmungen 112 oben mit einer Schnittfläche 113 versehen. An der von den beiden Reflexionsflächen 111 und den beiden ersten Krümmungen 112 begrenzten unteren Stelle ist weiterhin eine nach oben gerichtete Aussparung 114 ausgebildet. Gegenüber der Öffnung der Aussparung 114 ist eine zweite Krümmung 115 ausgebildet, die vom Umfang zur Mitte konvex ausgeführt ist. Die Umfangswand der Aussparung 114 bildet weiterhin eine dritte konvexe Krümmung 116. Die beiden Reflexionsflächen 111 aller Lichtleitkörper 11 und die oberen Endabschnitte der beiden äußersten Schnittflächen 113 begrenzen eine Lichtaustrittsfläche 117, die mit einem Lichtleitaufbau 118 versehen ist. In den Aussparungen 114 der Lichtleitkörper 11 werden Lichtquellen 2 gelagert.
  • Der Lichtleitaufbau 118 kann als mehrere parallel zur X-Achse verlaufende und aneinander angeordnete bogenförmige Rippen (1), mehrere parallel zur X-Achse verlaufende und aneinander angeordnete bogenförmige Ausnehmungen (2), mehrere parallel zur Z-Achse verlaufende und aneinander angeordnete bogenförmige Rippen (3), mehrere parallel zur Z-Achse verlaufende und aneinander angeordnete bogenförmige Ausnehmungen (4) ausgeführt sein.
  • Die bogenförmigen Rippen bzw. die bogenförmigen Ausnehmungen des Lichtleitaufbaus 118 können ebenfalls in einer abgestuften Dichte angeordnet werden. Wie in 6 gezeigt, sind die bogenförmigen Rippen von den beiden Seiten der Lichtaustrittsfläche 117 ausgehend zur Mitte der Lichtaustrittsfläche 117 in einer allmählich abgestuften Dichte angeordnet. Die bogenförmigen Ausnehmungen in 5 sind hingegen von der Mitte der Lichtaustrittsfläche 117 ausgehend zu den beiden Seiten der Lichtaustrittsfläche 117 in einer allmählich abgestuften Dichte angeordnet.
  • Aus 7 und 8 ist ersichtlich, dass die Lichtstrahlen von der Lichtquelle 2 durch die zweite und die dritte Krümmung 115, 116 des Lichtleitkörpers 11 in den Lichtleitkörper 11 eintreten. Die auf die dritte Krümmung 116 auftreffenden Lichtstrahlen R1 erzeugen auf Grund der Unterschiede des Mediums gebrochene Strahlen R2 und Reflexionsstrahlen R3. Die gebrochenen Strahlen R2 treffen anschließend auf die erste Krümmung 112 auf und erzeugen somit Reflexionsstrahlen R4, die unmittelbar durch den Lichtleitkörper 11 und anschließend von der Lichtaustrittsfläche 117 austreten. Auf dem Hyperbelprinzip (die dritte und die erste Krümmung) beruhend bilden die von der dritten Krümmung 116 reflektierten Reflexionsstrahlen R3 seitlich von der Lichtquelle 2 einen virtuellen Brennpunkt F, der zugleich Brennpunkt der ersten Krümmung 112 darstellt. In diesem Fall überschneiden sich die virtuellen Verlängerungslinien der gebrochenen Strahlen R2 mit den Reflexionsstrahlen R3. Die gebrochenen Strahlen R2 treffen auf die optische erste Krümmung 112 auf und erzeugen somit parallel verlaufende Reflexionsstrahlen R4. Unter Zuhilfenahme des Lichtleitaufbaus 118 der Lichtaustrittsfläche 117 der optischen Linse 1 werden die Winkel sowie die Richtung der Lichtstrahlen so begrenzt, dass die austretenden Lichtstrahlen eine erwünschte Leuchtform bilden können, wobei die Gleichmäßigkeit der Helligkeit und der Lichtstrahlen erhöht werden kann.
  • In 9 ist eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen optischen Linse 1 dargestellt, die im Vergleich zur in 7 gezeigten optischen Linse 1 eine von einer Seite zur anderen Seite schräg angeordnete Lichtaustrittsfläche 117 aufweist. In diesem Zusammenhang ist das Lot L1 zum Boden (Lichteintrittsabschnitt) auf einer Seite kürzer als das Lot L2 auf der anderen Seite. Die Lichtaustrittsfläche 117 der in 10 gezeigten optischen Linse 1 ist von einer Seite zur anderen Seite bogenförmig ausgeführt.
  • Die Erfindung betrifft somit eine optische Linse, die für Streifenbeleuchtungen geeignet ist, die als dreidimensionales Lichtleitelement mit einer Länge (entlang einer X-Achse), einer Breite (entlang einer Y-Achse) und einer Höhe (entlang einer Z-Achse) ausgeführt ist und eine Vielzahl von Lichtleitkörpern 11 aufweist, die in der Z-Achse zwei parallel zueinander verlaufende Reflexionsflächen 111 besitzen, wobei die beiden Reflexionsflächen 111 seitlich miteinander verbunden sind und somit auf beiden gegenüberstehenden Seiten jeweils eine erste bogenförmige Krümmung 112 bilden, und wobei die beiden äußersten Lichtleitkörper 11 auf ihren äußeren ersten Krümmungen 112 oben mit einer Schnittfläche 113 versehen sind, und wobei eine nach oben gerichtete Aussparung 114 an der von den beiden Reflexionsflächen 111 und den beiden ersten Krümmungen 112 begrenzten unteren Stelle ausgebildet ist, und wobei eine zweite Krümmung 115 gegenüber der Öffnung der Aussparung 114 ausgebildet ist, die vom Umfang zur Mitte konvex ausgeführt ist, und wobei die Umfangswand der Aussparung 114 eine dritte konvexe Krümmung 116 bildet, und wobei die beiden Reflexionsflächen 111 aller Lichtleitkörper 11 und die oberen Endabschnitte der beiden äußersten Schnittflächen 113 eine Lichtaustrittsfläche 117 begrenzen, die mit einem Lichtleitaufbau 118 versehen ist, und wobei Lichtquellen 2 in den Aussparungen 114 der Lichtleitkörper 11 aufgenommen werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005/001332 A1 [0004]

Claims (9)

  1. Optische Linse, die für Streifenbeleuchtungen geeignet ist, die als dreidimensionales Lichtleitelement mit einer Länge (entlang einer X-Achse), einer Breite (entlang einer Y-Achse) und einer Höhe (entlang einer Z-Achse) ausgeführt ist und eine Vielzahl von Lichtleitkörpern (11) aufweist, die in der Z-Achse zwei parallel zueinander verlaufende Reflexionsflächen (111) besitzen, wobei die beiden Reflexionsflächen (111) seitlich miteinander verbunden sind und somit auf beiden gegenüberstehenden Seiten jeweils eine erste bogenförmige Krümmung (112) bilden, und wobei die beiden äußersten Lichtleitkörper (11) auf ihren äußeren ersten Krümmungen (112) oben mit einer Schnittfläche (113) versehen sind, und wobei eine nach oben gerichtete Aussparung (114) an der von den beiden Reflexionsflächen (111) und den beiden ersten Krümmungen (112) begrenzten unteren Stelle ausgebildet ist, und wobei eine zweite Krümmung (115) gegenüber der Öffnung der Aussparung (114) ausgebildet ist, die vom Umfang zur Mitte konvex ausgeführt ist, und wobei die Umfangswand der Aussparung (114) eine dritte konvexe Krümmung (116) bildet, und wobei die beiden Reflexionsflächen (111) aller Lichtleitkörper (11) und die oberen Endabschnitte der beiden äußersten Schnittflächen (113) eine Lichtaustrittsfläche (117) begrenzen, die mit einem Lichtleitaufbau (118) versehen ist, und wobei Lichtquellen (2) in den Aussparungen (114) der Lichtleitkörper (11) aufgenommen werden können.
  2. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitaufbau (118) aus mehreren parallel zur X-Achse verlaufenden und aneinander angeordneten bogenförmigen Rippen besteht.
  3. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitaufbau (118) aus mehreren parallel zur X-Achse verlaufenden und aneinander angeordneten bogenförmigen Ausnehmungen besteht.
  4. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitaufbau (118) aus mehreren parallel zur Z-Achse verlaufenden und aneinander angeordneten bogenförmigen Rippen besteht.
  5. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitaufbau (118) aus mehreren parallel zur Z-Achse verlaufenden und aneinander angeordneten bogenförmigen Ausnehmungen besteht.
  6. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitaufbau (118) ausgehend von den beiden Seiten der Lichtaustrittsfläche (117) zur Mitte der Lichtaustrittsfläche (117) in einer allmählich abgestuften Dichte ausgebildet ist.
  7. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (117) der optischen Linse (1) von einer Seite zur anderen Seite schräg ausgebildet ist, so dass das Lot (L1) zu dem Boden (dem Lichteintrittsende) auf einer Seite kürzer als das Lot (L2) zu dem Boden (dem Lichteintrittsende) auf der anderen Seite ist, wobei die Lichtaustrittsfläche (117) von einer Seite zur anderen Seite linear ausgeführt ist.
  8. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsfläche (117) der optischen Linse (1) von einer Seite zur anderen Seite schräg ausgebildet ist, so dass das Lot (L1) zu dem Boden (dem Lichteintrittsende) auf einer Seite kürzer als das Lot (L2) zu dem Boden (dem Lichteintrittsende) auf der anderen Seite ist, wobei die Lichtaustrittsfläche (117) von einer Seite zur anderen Seite bogenförmig ausgeführt ist.
  9. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitaufbau (118) ausgehend von der Mitte der Lichtaustrittsfläche (117) zu den beiden Seiten der Lichtaustrittsfläche (117) in einer allmählich abgestuften Dichte ausgebildet ist.
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