DE202019104419U1 - Optische Vorrichtung - Google Patents

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    • G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens

Abstract

Optische Vorrichtung, mit einer Vielzahl von Linseneinheiten (10), die jeweils eine Lichteinfallsseite (11) und eine Lichtausfallsseite (12) aufweisen, wobei jede Lichtausfallsseite (12) eine Mikrostrukturoberfläche (121) besitzt, wobei mindestens zwei der Mikrostrukturoberflächen (121) der Linseneinheiten (10) einen Höhenunterschied haben.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Beispielsweise weist die Linse einer herkömmlichen Fahrzeuglampe eine einzelne Lichteinfallsfläche und eine einzelne Lichtausfallsfläche mit einer Oberflächenmikrostruktur auf. Sie verwendet eine einzelne Lichtquelle, deren Licht durch die Lichteinfallsfläche eintritt und von der Oberflächenmikrostruktur gebrochen, gestreut und emittiert wird.
  • Der Lampenschirm der herkömmlichen Fahrzeuglampe hat jedoch eine gekrümmte Oberfläche. Die Lichtausfallsfläche der herkömmlichen Linse ist eine plane Fläche. Dadurch ist der Abstand zwischen verschiedenen Teilen der Lichtausfallsfläche und der Innenfläche des Lampenschirms unterschiedlich. Die Lichtsammelwirkung verschiedener Teile der Linse ist unterschiedlich und ein Teil der Lichtintensität ist schwach. Eine einzelne Lichtquelle sowie eine einzelne Lichteinfallsfläche und eine einzelne Lichtausfallsfläche können keine umfangreiche dreidimensionale visuelle Wirkung erzeugen.
  • Daher ist es notwendig, eine neuartige und fortschrittliche optische Vorrichtung bereitzustellen, um die obigen Probleme zu lösen.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Vorrichtung zu schaffen, die eine bessere Lichtsammelwirkung und eine bessere dreidimensionale visuelle Wirkung aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße optische Vorrichtung gelöst, die eine Vielzahl von Linseneinheiten umfasst, die jeweils eine Lichteinfallsseite und eine Lichtausfallsseite aufweisen, wobei jede Lichtausfallsseite eine Mikrostrukturoberfläche besitzt, wobei mindestens zwei der Mikrostrukturoberflächen der Linseneinheiten einen Höhenunterschied haben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
    • 2 zeigt eine Schnittdarstellung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
    • 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Anwendung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
    • 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
    • 5 zeigt eine Schnittdarstellung der weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
    • 6 zeigt eine Schnittdarstellung der Anwendung der weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden werden mögliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, die den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
  • 1 bis 3 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen optischen Vorrichtung 1, die eine Vielzahl von Linseneinheiten 10 umfasst. Jede Linseneinheit 10 weist eine Lichteinfallsseite 11 und eine Lichtausfallsseite 12 auf. Jede Lichtausfallsseite 12 besitzt eine Mikrostrukturoberfläche 121. Mindestens zwei der Mikrostrukturoberflächen 121 der Linseneinheiten 10 haben einen Höhenunterschied. Vorzugsweise haben alle Mikrostrukturoberflächen 121 der Linseneinheiten 10 einen Höhenunterschied. Dadurch besitzen die Linseneinheiten 10 eine bessere Lichtsammelwirkung und eine bessere dreidimensionale visuelle Wirkung.
  • Vorzugsweise befinden sich mindestens zwei der Lichteinfallsseiten 11 der Linseneinheiten 10 in der gleichen Ebene P. Mindestens zwei der Linseneinheiten 10 haben eine unterschiedliche Längslänge. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Linseneinheiten 10 einstückig ausgebildet, wodurch die Herstellung einfach ist und die Kosten niedrig sind. Die Linseneinheiten 10 können auch nicht einstückig ausgebildet sein und miteinander verbunden werden. Alle Lichteinfallsseiten 11 der Linseneinheiten 10 befinden sich in der gleichen Ebene P. Die Linseneinheiten 10 haben eine unterschiedliche Längslänge (hier die Richtung senkrecht zur Ebene P). Alle Mikrostrukturoberflächen 121 der Linseneinheiten 10 haben einen Höhenunterschied. Alle zwei benachbarte Mikrostrukturoberflächen 121 der Linseneinheiten 10 haben im Wesentlichen den gleichen Höhenunterschied. Die Mikrostrukturoberflächen 121 der Linseneinheiten 10 können entsprechend der Form eines Gehäuses 20 (z.B. das Gehäuse eines Fahrtrichtungsanzeigers, Scheinwerfers oder einer anderen Lampe eines Fahrzeugs) von diesem im Wesentlichen einen gleichen Abstand L haben. Die durch die Mikrostrukturoberflächen 121 mit Höhenunterschied erzeugte Lichtwirkung kann eine ausgezeichnete dreidimensionale visuelle Wirkung erreichen.
  • Jede Lichteinfallsseite 11 bildet eine Ausnehmung 111. In der Ausnehmung 111 ist eine Konvexfläche 112 vorgesehen. Zwischen der Ausnehmung 111 der Linseneinheit 10 und der Mikrostrukturoberfläche 121 ist ein bestimmter Querschnitt vorhanden (die Form und Größe der bestimmten Querschnitte der Linseneinheiten 10 können gleich oder verschieden sein). Der Lichtstrahl, der durch die Linseneinheit 10 hindurchtritt, nachdem er von der konvexen Oberfläche 112 gesammelt wurde, kann von der lateralen Richtung beobachtet werden, wodurch die visuelle Lichtwirkung in der lateralen Richtung gut ist. Jede Linseneinheit 10 besitzt ferner eine die Ausnehmung 111 umgebende angefaste Fläche 13. Die Stirnseite 131 der angefasten Fläche 13 liegt näher an der Öffnung 113 der Ausnehmung 111 als die Konvexfläche 112. Die angefaste Fläche 13 kann das Licht zu der Lichtausfallsseite 12 leiten, wodurch das Licht gleichmäßig und die Lichtnutzungsrate hoch ist. Die optische Vorrichtung 1 umfasst ferner mindestens einen Ansatz 14, der sich von mindestens einer der Linseneinheiten 10 erstreckt. Vorzugsweise umfasst die optische Vorrichtung 1 mehrere Ansätze 14, die jeweils ein Montageloch 141 zur Montage (z.B. mit einer Schraube) an dem Lampenkörper oder der Fahrzeugkarosserie besitzen.
  • Die Mikrostrukturoberflächen 121 der Linseneinheiten 10 umfassen eine konvexe Mikrostruktur 122, eine verzahnte Mikrostruktur 123, eine konkave Mikrostruktur 124 und/oder eine ringförmige konvexe Mikrostruktur 125. Zum Beispiel sind die Mikrostrukturoberflächen 121 der Linseneinheiten 10 alle gleich, teilweise gleich oder alle unterschiedlich, um eine gleichmäßige und lokal unterschiedliche Lichtwirkung zu erzeugen.
  • Bei anderen Ausführungsformen können mindestens zwei der Lichteinfallsseiten 11 der Linseneinheiten 10a einen Höhenunterschied und mindestens zwei der Linseneinheiten 10a eine gleiche Längslänge haben. Beispielsweise haben, wie bei der Ausführungsform, wie sie in 4 bis 6 gezeigt ist, alle Lichteinfallsseiten 11 der Linseneinheiten 10a einen Höhenunterschied, um das Spritzgießen zu erleichtern.
  • Die optische Vorrichtung 1 kann ferner eine Vielzahl von Leuchteinheiten 30 umfassen, wobei jede Leuchteinheit 30 eine Schaltungseinheit 31 an der Lichteinfallsseite 11 und ein Leuchtelement 31 auf der der Lichteinfallsseite 11 zugewandten Seite der Schaltungseinheit 31 umfasst. Bei der Ausführungsform, wie sie in 1 bis 3 gezeigt ist, befinden sich alle Lichteinfallsseiten 11 der Linseneinheiten 10 in der gleichen Ebene P. Hierbei ist nur eine Leiterplatte mit einer Vielzahl von Leuchtelementen 32 und einer Vielzahl von Schaltungseinheiten 31 erforderlich. In 4 bis 6 haben die Lichteinfallsseiten 11 der Linseneinheiten 10a einen Höhenunterschied. Hierbei sind an der Lichteinfallsseite 11 jeder Linseneinheit 10a eine Schaltungseinheit 31a und mindestens ein Leuchtelement 32 angeordnet. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen können die Leuchtelemente 32 gleichzeitig oder nicht gleichzeitig ein Licht erzeugen und eine gleiche oder nicht gleiche Lichtfarbe haben, wodurch ein in mehrfacher Hinsicht variabler Leuchtmodus und Lichteffekt erreicht werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    optische Vorrichtung
    10, 10a
    Linseneinheit
    11
    Lichteinfallsseite
    111
    Ausnehmung
    112
    Konvexfläche
    113
    Öffnung
    12
    Lichtausfallsseite
    121
    Mikrostrukturoberfläche
    122
    konvexe Mikrostruktur
    123
    verzahnte Mikrostruktur
    124
    konkave Mikrostruktur
    125
    ringförmige konvexe Mikrostruktur
    13
    angefaste Fläche
    131
    Stirnseite
    14
    Ansatz
    141
    Montageloch
    20
    Gehäuse
    30
    Leuchteinheit
    31, 31a
    Schaltungseinheit
    32
    Leuchtelement
    L
    Abstand
    P
    Ebene

Claims (10)

  1. Optische Vorrichtung, mit einer Vielzahl von Linseneinheiten (10), die jeweils eine Lichteinfallsseite (11) und eine Lichtausfallsseite (12) aufweisen, wobei jede Lichtausfallsseite (12) eine Mikrostrukturoberfläche (121) besitzt, wobei mindestens zwei der Mikrostrukturoberflächen (121) der Linseneinheiten (10) einen Höhenunterschied haben.
  2. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens zwei der Lichteinfallsseiten (11) der Linseneinheiten (10) in der gleichen Ebene (P) befinden.
  3. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Lichteinfallsseiten (11) der Linseneinheiten (10a) einen Höhenunterschied haben.
  4. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Linseneinheiten (10) eine unterschiedliche Längslänge haben.
  5. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Linseneinheiten (10) eine gleiche Längslänge haben.
  6. Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lichteinfallsseite (11) eine Ausnehmung (111) bildet, wobei in der Ausnehmung (111) eine Konvexfläche (112) vorgesehen ist.
  7. Optische Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Linseneinheit (10) ferner eine die Ausnehmung (111) umgebende angefaste Fläche (13) besitzt, wobei die Stirnseite (131) der angefasten Fläche (13) näher an der Öffnung (113) der Ausnehmung (111) liegt als die Konvexfläche (112).
  8. Optische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Linseneinheiten (10) einstückig ausgebildet sind, dass sich alle Lichteinfallsseiten (11) der Linseneinheiten (10) in der gleichen Ebene (P) befinden, dass alle Mikrostrukturoberflächen (121) der Linseneinheiten (10) einen Höhenunterschied haben, dass alle Linseneinheiten (10) eine unterschiedliche Längslänge haben, dass zwischen der Ausnehmung (111) der Linseneinheit (10) und der Mikrostrukturoberfläche (121) ein bestimmter Querschnitt vorhanden ist, dass alle zwei benachbarte Mikrostrukturoberflächen (121) der Linseneinheiten (10) im Wesentlichen den gleichen Höhenunterschied haben, dass die bestimmten Querschnitte der Linseneinheiten (10) gleich sind, dass die optische Vorrichtung (1) ferner mindestens einen Ansatz (14) umfasst, der sich von mindestens einer der Linseneinheiten (10) erstreckt und ein Montageloch (141) besitzt.
  9. Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostrukturoberflächen (121) der Linseneinheiten (10) mindestens eine konvexe Mikrostruktur (122), eine verzahnte Mikrostruktur (123), eine konkave Mikrostruktur (124) oder eine ringförmige konvexe Mikrostruktur (125) umfassen.
  10. Optische Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Leuchteinheiten (30), die jeweils eine Schaltungseinheit (31) an der Lichteinfallsseite (11) und ein Leuchtelement (31) auf der der Lichteinfallsseite (11) zugewandten Seite der Schaltungseinheit (31) umfasst.
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