DE202020104612U1 - Light guide for lighting application with moving light pattern - Google Patents
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Abstract
Lichtleiter (10), umfassend:
- eine Einkoppeloberfläche (30), an der mindestens eine Lichtquelle (20) angeordnet werden kann, um Licht der mindestens einen Lichtquelle (20) in den Lichtleiter (10) einzukoppeln;
- einen Mischabschnitt (40), in dem das Licht der mindestens einen Lichtquelle (20) gemischt wird während es entlang dem Mischabschnitt (40) verläuft;
- eine reflektierende Struktur (50) angrenzend an den Mischabschnitt (40), die das Licht aus dem Mischabschnitt (40) in einen Auskoppelabschnitt (60) des Lichtleiters (10) reflektiert;
- eine strukturierte Auskoppeloberfläche (70) des Auskoppelabschnitts (60), welche das Licht aus dem Lichtleiter auskoppelt.
A light guide (10) comprising:
- A coupling surface (30) on which at least one light source (20) can be arranged in order to couple light from the at least one light source (20) into the light guide (10);
- A mixing section (40) in which the light from the at least one light source (20) is mixed while it runs along the mixing section (40);
- A reflective structure (50) adjoining the mixing section (40), which reflects the light from the mixing section (40) into a coupling-out section (60) of the light guide (10);
- A structured coupling-out surface (70) of the coupling-out section (60) which couples the light out of the light guide.
Description
Technisches GebietTechnical area
Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung betreffen einen Lichtleiter, und insbesondere einen Lichtleiter für eine Beleuchtungsapplikation eines Fahrzeugs. Weiter werden eine entsprechender Fahrzeuglautsprecher und ein entsprechendes Fahrzeug bereitgestellt.Various exemplary embodiments of the present invention relate to a light guide, and in particular a light guide for a lighting application of a vehicle. A corresponding vehicle loudspeaker and a corresponding vehicle are also provided.
Hintergrundbackground
Beleuchtungsapplikationen in Fahrzeugen mit variablem oder wanderndem Leuchtmuster stellen hohe Anforderungen an die Homogenität des Sichteindrucks. Herkömmliche Techniken benötigen eine große Anzahl von LEDs, welche die auf einer Platine flächig verteilt sind, sowie Diffusoren, um eine sichtbare Fläche des Lichtleiters gleichmäßig mit einer guten Farbhomogenisierung zu beleuchten. Dadurch haben herkömmliche Beleuchtungsvorrichtungen oft große Abmessungen und es ist wegen einer hohen Anzahl von Komponenten zudem oft schwierig eine Zulassung für den Automobilbereich zur erreichen.Lighting applications in vehicles with variable or moving light patterns place high demands on the homogeneity of the visual impression. Conventional techniques require a large number of LEDs, which are distributed over a large area on a circuit board, as well as diffusers in order to illuminate a visible area of the light guide evenly with good color homogenization. As a result, conventional lighting devices often have large dimensions and, in addition, because of a large number of components, it is often difficult to obtain approval for the automotive sector.
ZusammenfassungSummary
Daher besteht Bedarf nach einem Lichtleiter mit einem verbesserten Design, der zumindest einige der genannten Einschränkungen und Nachteile überwindet oder abmildert. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele beschrieben.Therefore, there is a need for an optical fiber of an improved design that overcomes or mitigates at least some of the noted limitations and disadvantages. This object is achieved with the features of the independent claims. Further advantageous exemplary embodiments are described in the dependent claims.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Lösung in Bezug die beanspruchten Lichtleiter beschrieben, welche in Beleuchtungsvorrichtungen, Anzeigevorrichtungen, Signalvorrichtungen, Lautsprechern und Fahrzeugen eingesetzt werden können. Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsbeispiele können den jeweils anderen Kategorien zugeordnet werden, und umgekehrt. In anderen Worten, die Lichtleiter können durch Merkmale verbessert werden, die im Rahmen der Lautsprecher beschrieben werden, und umgekehrt.In the following, the solution according to the invention is described in relation to the claimed light guides which can be used in lighting devices, display devices, signal devices, loudspeakers and vehicles. Features, advantages or alternative exemplary embodiments can be assigned to the other categories, and vice versa. In other words, the light guides can be improved by features described in the context of the loudspeakers, and vice versa.
Ein Lichtleiter ist ausgebildet, um Licht von einer oder mehreren Lichtquellen einzukoppeln, zu mischen, und über eine im Vergleich zu den Einkoppeloberflächen große Auskoppeloberfläche gleichmäßig verteilt auszukoppeln. Dazu kann der Lichtleiter mindestens eine (Licht-) Einkoppelstruktur aufweisen, umfassend eine Einkoppeloberfläche für eine Lichtquelle, einen darauf folgenden Mischabschnitt, in dem das eingekoppelte Licht gemischt wird, d.h. in anderen Worten einem Lichtmischstab, und einer darauf folgenden reflektierenden (Mikro-Prismen-) Struktur, welche das gemischte Licht in Richtung einer Auskoppeloberfläche reflektiert und dabei eine Lichtintensität des Lichts weiter verbreitert und homogenisiert.A light guide is designed to couple in light from one or more light sources, to mix it, and to couple it out evenly over a large decoupling surface compared to the coupling surfaces. For this purpose, the light guide can have at least one (light) coupling structure, comprising a coupling surface for a light source, a subsequent mixing section in which the coupled light is mixed, i.e. In other words, a light mixing rod and a subsequent reflective (micro-prism) structure, which reflects the mixed light in the direction of a coupling-out surface and further broadens and homogenizes a light intensity of the light.
Eine beispielhafte Einkoppelstruktur wird im Folgenden detaillierter beschrieben, wobei dem Fachmann klar ist, dass eine beliebige Anzahl von derartigen Einkoppelstrukturen von einem Lichtleiter umfasst sein kann, um eine gewünschte Auflösung und einen gewünschten homogenen Sichteindruck für ein wanderndes Lichtmuster zu erreichen.An exemplary coupling structure is described in more detail below, it being clear to the person skilled in the art that any number of such coupling structures can be comprised by a light guide in order to achieve a desired resolution and a desired homogeneous visual impression for a wandering light pattern.
Der Lichtleiter umfasst mindestens eine Einkoppeloberfläche, an der mindestens eine Lichtquelle angeordnet werden kann, um das Licht der mindestens einen Lichtquelle in den Lichtleiter, insbesondere in einen der Lichtquelle zugeordneten Mischabschnitt, einzukoppeln. Eine Größe der Einkoppeloberfläche kann im Wesentlichen eine Größe der lichtemittierenden Oberfläche der mindestens einen Lichtquelle entsprechen. Die Einkoppeloberfläche kann eine Oberfläche des Mischabschnitts sein, welche auf einer gegenüberliegenden Seite im Vergleich zur reflektierenden Struktur angeordnet sein kann.The light guide comprises at least one coupling surface on which at least one light source can be arranged in order to couple the light from the at least one light source into the light guide, in particular into a mixing section assigned to the light source. A size of the coupling surface can essentially correspond to a size of the light-emitting surface of the at least one light source. The coupling surface can be a surface of the mixing section which can be arranged on an opposite side compared to the reflective structure.
In einigen Beispielen kann die Auskoppeloberfläche, welche durch die Abfolge von Mischabschnitt und reflektierender Mikroprismenstruktur gleichmäßig beleuchtet wird, und welche für einen Benutzer eine sichtbare gleichmäßig beleuchtete Oberfläche aufweist, eine mindestens 10-fach, 50-fach, 100-fach, oder 200-fach größere Fläche als die Einkoppeloberflächen für die Lichtquellen aufweisen.In some examples, the decoupling surface, which is uniformly illuminated by the sequence of mixing section and reflective microprismatic structure, and which has a uniformly illuminated surface visible to a user, can be at least 10 times, 50 times, 100 times or 200 times have a larger area than the coupling surfaces for the light sources.
Die mindestens eine Lichtquelle kann eine oder mehrere punktförmige Lichtquellen umfassen, insbesondere eine oder mehrere LEDs. In einigen Beispielen kann eine punktförmige Lichtquelle auch ein LED Package mit mehreren verschiedenfarbigen LED Dioden umfassen, insbesondere eine RBG-LED. In einigen Beispielen können die Lichtquellen seitenemittierende LEDs sein, in anderen Worten LEDs, die mit einer Unterseite auf einem PCB montiert und elektrisch kontaktiert sein können, und welche Licht in einer seitlichen Richtung, und nicht in eine Richtung nach oben abstrahlen. Die Lichtquellen können in einigen Beispielen in einer horizontalen Ebene liegen, welche von einer horizontalen Mittelebene der Prismenstrukturen vertikal nach unten versetzt sein kann.The at least one light source can comprise one or more point light sources, in particular one or more LEDs. In some examples, a point light source can also comprise an LED package with several different colored LED diodes, in particular an RBG LED. In some examples, the light sources can be side-emitting LEDs, in other words LEDs that can be mounted with an underside on a PCB and electrically contacted, and which emit light in a lateral direction and not in an upward direction. In some examples, the light sources can lie in a horizontal plane, which can be offset vertically downwards from a horizontal center plane of the prismatic structures.
Der Lichtleiter umfasst mindestens einen Mischabschnitt direkt angrenzend die Einkoppeloberfläche, in dem sich das Licht der mindestens einen Lichtquelle von der Lichtquelle weg entlang des Mischabschnitts ausbreitet, und in welchem das Licht der Lichtquelle gemischt oder homogenisiert wird. Der Mischabschnitt kann eine gebogene längliche Form aufweisen, insbesondere eine gebogene Stabform. In diesem Zusammenhang kann von dem Mischabschnitt auch als ein Lichtmischstab gesprochen werden. Querschnitte des Mischabschnittes in Richtung des sich ausbreitenden Lichts können sich vergrößern, insbesondere stetig vergrößern. Das eingekoppelte Licht kann, während es sich entlang des Mischabschnittes ausbreitet, durch interne Reflektionen an einer Aussenfläche des Mischabschnittes entlang des Mischstabs geleitet und gemischt werden. Insbesondere können verschiedenfarbigen LEDs oder LED-Dioden, deren Licht beim Einkoppeln im Wesentlichen inhomogen sein kann, durch Reflektionen innerhalb des Mischabschnitts an Außenflächen des Mischabschnitts zu einer homogenen Farbverteilung gemischt werden.The light guide comprises at least one mixing section directly adjoining the coupling surface, in which the light from the at least one light source propagates away from the light source along the mixing section and in which the light from the light source is mixed or homogenized. The mixing section can be a curved elongated one Have shape, in particular a curved rod shape. In this context, the mixing section can also be referred to as a light mixing rod. Cross-sections of the mixing section in the direction of the propagating light can increase, in particular increase continuously. The coupled-in light, while it propagates along the mixing section, can be guided and mixed along the mixing rod by internal reflections on an outer surface of the mixing section. In particular, differently colored LEDs or LED diodes, the light of which can be essentially inhomogeneous when coupled, can be mixed to a homogeneous color distribution by reflections within the mixing section on outer surfaces of the mixing section.
Der Mischabschnitt kann in Richtung des sich ausbreitenden Lichts eine gekrümmte Oberfläche, d.h. eine gebogene Form aufweisen. In anderen Worten kann das Licht sich entlang eines gebogenen Lichtpfades ausbreiten. Damit kann gemeint sein, dass ein Zentrum einer Lichtverteilung auf einem gebogenen Lichtpfad liegen kann. Dadurch ist es möglich, die LEDs beispielsweise unter dem Lichtleiter auf einem PCB anzuordnen, wobei ein Ende des Licht Mischabschnitts unmittelbar an einer Licht emittierenden Fläche eines LED Package es angeordnet werden kann, wobei das Licht aus einer LED durch die gebogene Form in einer Richtung nach oben in einen reflektierenden Abschnitt geleitet und in den Auskoppelabschnitt reflektiert werden kann. Dadurch kann in einigen Beispielen eine Vielzahl von Prismenstrukturen unterschiedlicher Einkoppelstrukturen unmittelbar angrenzend aneinander und/oder sich überlappend um einen Umfang des Lichtleiters herum angeordnet sein. Indem die Einkoppelstrukturen nahtlos aneinander angeordnet sein können, kann eine Lichtverteilung eingekoppelten Lichts im Auskoppelabschnitt homogener werden.The mixing section may have a curved surface in the direction of the propagating light, i. have a curved shape. In other words, the light can propagate along a curved light path. This can mean that a center of a light distribution can lie on a curved light path. This makes it possible, for example, to arrange the LEDs under the light guide on a PCB, with one end of the light mixing section being able to be arranged directly on a light-emitting surface of an LED package, with the light from an LED in one direction through the curved shape can be passed up into a reflective section and reflected in the coupling-out section. As a result, in some examples, a multiplicity of prism structures of different coupling structures can be arranged directly adjacent to one another and / or overlapping around a circumference of the light guide. Since the coupling-in structures can be arranged seamlessly next to one another, a light distribution of the coupled-in light in the coupling-out section can become more homogeneous.
Das Licht in dem Mischabschnitt wird in einen weiteren Abschnitt des Lichtleiters mit einer reflektierenden Struktur geleitet, in welchem das Licht auf die reflektierende Struktur trifft, welche das gemischte Licht in eine Reflexionsrichtung in einen Auskoppelabschnitt des Lichtleiters ablenkt oder reflektiert. Die reflektierende Struktur kann direkt an den Mischabschnitt angrenzen, wobei die reflektierende Struktur das Licht aus dem Mischabschnitt an einer Aussenfläche intern in den Auskoppelabschnitt reflektiert. Durch die reflektierende Struktur, insbesondere durch eine Mikro-Prismenstruktur, welche in vertikaler Richtung angeordnete Prismen, daher in vertikaler Richtung verlaufende Vertiefungen und Erhebungen mit in einem vorbestimmten Winkel angeordneten reflektierenden Oberflächen aufweisen kann, wird eine Lichtintensität des aus dem Mischabschnitt kommenden Lichts gleichmäßiger gemacht, in anderen Worten homogenisiert. Insbesondere können in im Licht aus dem Lichtmischstab Hotspots auftreten, welche durch die Prismenstruktur gleichmäßig verteilt oder homogenisiert werden.The light in the mixing section is guided into a further section of the light guide with a reflective structure, in which the light strikes the reflective structure which deflects or reflects the mixed light in a reflection direction in a coupling-out section of the light guide. The reflective structure can directly adjoin the mixing section, the reflective structure reflecting the light from the mixing section internally into the coupling-out section on an outer surface. Through the reflective structure, in particular through a micro-prism structure, which can have prisms arranged in the vertical direction, and therefore depressions and elevations running in the vertical direction with reflective surfaces arranged at a predetermined angle, a light intensity of the light coming from the mixing section is made more uniform, in other words, homogenized. In particular, hotspots can occur in the light from the light mixing rod, which are evenly distributed or homogenized by the prism structure.
In einigen Beispielen kann die reflektierende Struktur eine integral in einer Aussenfläche des Lichtleiters ausgebildete Oberflächenstruktur sein, insbesondere durch Spritzgießen (engl. injection molding). Die reflektierende Struktur kann eine prismenartige Struktur sein, indem sie eine Vielzahl von kleinen Flächen enthält, die in Bezug auf die Oberfläche in einem positiven und oder negativen Winkel, d.h. in Prismenform, angeordnet sind. Die prismenartige Struktur kann eine vertikale Rillenform aufweisen. Die Außenfläche des Lichtleiters, in der die reflektierende Struktur integral ausgebildet sein kann, kann eine gerade, oder gebogene, oder freigeformte Grundform umfassen, um die Lichtverteilung des reflektierten Lichts optimal auf die Auskoppeloberfläche zu verteilen. In einigen Beispielen kann der Lichtpfad von der Lichtquelle bis zur Prismenstruktur in einem vorbestimmten Winkel zu einer seitlichen Umfangsfläche des Auskoppelabschnitts verlaufen.In some examples, the reflective structure can be a surface structure formed integrally in an outer surface of the light guide, in particular by injection molding. The reflective structure can be a prism-like structure in that it contains a plurality of small faces which are at a positive and / or negative angle with respect to the surface, i. in prism shape, are arranged. The prism-like structure may have a vertical groove shape. The outer surface of the light guide, in which the reflective structure can be integrally formed, can have a straight, curved, or free-form basic shape in order to optimally distribute the light distribution of the reflected light onto the coupling-out surface. In some examples, the light path from the light source to the prism structure can run at a predetermined angle to a lateral circumferential surface of the coupling-out section.
Der Auskoppelabschnitt weist eine Oberfläche auf, welche eine strukturierte Oberfläche, zum Auskoppeln des Lichts aus dem Lichtleiter, umfasst, welche eine breite Lichtverteilung aus der Auskoppeloberfläche bereitstellt. Diese Auskoppeloberfläche kann insbesondere eine halbkugelförmige Oberflächenstruktur aufweisen, wobei auf einer zugrundeliegenden unstrukturierten Auskoppelfläche eine Vielzahl von Halbkugeln, oder allgemeiner Mikro-Oberflächenstrukturen, in Auskopplungsrichtung aus der Fläche hervorragen können. Diese integral ausgeformten Mikrostrukturen, insbesondere halbkugelförmige Strukturen aus dem Material des Lichtleiters können in der Auskoppeloberfläche durch spritzgießen ausgebildet sein.The coupling-out section has a surface which comprises a structured surface for coupling the light out of the light guide, which surface provides a broad light distribution from the coupling-out surface. This coupling-out surface can in particular have a hemispherical surface structure, with a large number of hemispheres, or more generally micro-surface structures, being able to protrude from the surface in the coupling-out direction on an underlying unstructured coupling-out surface. These integrally formed microstructures, in particular hemispherical structures made of the material of the light guide, can be formed in the coupling-out surface by injection molding.
Der gesamte Lichtleiter, insbesondere einschließlich der Einkoppelstrukturen und des Auskoppelabschnitts, kann integral durch ein transparentes Material geformt sein, welches keine reflektierende Partikel enthält, und durch ein Spritzgussverfahren geformt sein. Beispielsweise eignet sich dafür ein Polymethylmethacrylat (PMMA) Material.The entire light guide, in particular including the coupling-in structures and the coupling-out section, can be integrally formed by a transparent material which does not contain any reflective particles, and can be formed by an injection molding process. For example, a polymethyl methacrylate (PMMA) material is suitable for this.
Der Lichtleiter kann eine Vielzahl von Einkoppeloberflächen für eine Vielzahl von Lichtquellen umfassen. Jeder Einkoppeloberfläche kann ein entsprechender Mischabschnitt zugeordnet sein, und weiterhin kann eine entsprechende reflektierende Struktur zugeordnet sein, welche im Wesentlichen an einer anderen Stelle um den Auskoppelabschnitt herum angeordnet sein können. In diesem Zusammenhang kann eine Einkoppelstruktur mindestens eine LED, einen Mischabschnitt und eine reflektierende Struktur aufweisen, die integral, d.h. aus dem gleichen Material, optisch leitend und angrenzend, in dem Lichtleiter ausgebildet sein können, und die Licht ineinander leiten können, d.h. optisch leitend verbunden sind. Eine Vielzahl von Einkoppelstrukturen an einem Lichtleiter kann die Homogenität des ausgekoppelten Lichts erhöhen. Weiterhin können die LEDs separat und variabel angesteuert werden, sodass ein sich wandelndes bzw. variables Lichtmuster auf der Auskoppeloberfläche des Lichtleiters erzeugt werden kann. Ein Lichtleiter gemäß den vorliegenden Techniken kann darauf basieren, dass eingekoppelte Licht vielfach intern reflektiert wird, bis es auf die Auskoppeloberfläche trifft, von wo es in Richtung eines Betrachters gelenkt wird.The light guide can comprise a large number of coupling surfaces for a large number of light sources. A corresponding mixing section can be assigned to each coupling-in surface, and furthermore a corresponding reflective structure can be assigned, which can be arranged essentially at a different point around the coupling-out section. In this context, a coupling structure can have at least one LED, a mixing section and a reflective structure that are integral, ie made of the same material, optically conductive and adjoining, in the light guide can be formed, and can guide light into one another, that is, are optically connected. A large number of coupling structures on a light guide can increase the homogeneity of the coupled out light. Furthermore, the LEDs can be controlled separately and variably so that a changing or variable light pattern can be generated on the coupling-out surface of the light guide. A light guide according to the present techniques can be based on the fact that coupled-in light is internally reflected multiple times until it hits the coupling-out surface, from where it is directed towards a viewer.
Der Auskoppelabschnitt des Lichtleiters, welcher durch die Auskoppeloberfläche den größten Teil des Lichtleiters ausmacht, kann im Wesentlichen in einer Z-Richtung das ausgekoppelten Lichts abstrahlen und kann in einer Umfangsrichtung, welche in einer XY-Richtung liegen kann, eine seitliche Umfangsfläche aufweisen, an welcher die mindestens eine Einkoppelstruktur angeordnet sein kann. In einigen Beispielen kann eine Lichtverteilung des ausgekoppelten Lichts im Wesentlichen senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung des eingekoppelten Lichts verlaufen. In einigen Beispielen kann jeweils ein Mischabschnitt der mehreren Mischabschnitte entlang einer reflektierenden Struktur, die einem anderen Mischabschnitt zugeordnet ist, angeordnet sein. In anderen Worten, die Mischabschnitte können die reflektierenden Abschnitte in radialer Richtung (d.h. in einer Richtung in einer XY-Ebene von einem Zentrum des Auskoppelabschnitts nach außen) überlappen, oder überlagern.The outcoupling section of the light guide, which makes up the largest part of the light guide due to the outcoupling surface, can radiate the outcoupled light essentially in a Z direction and can have a lateral circumferential surface in a circumferential direction, which can be in an XY direction which can be arranged at least one coupling structure. In some examples, a light distribution of the coupled-out light can run essentially perpendicular to a direction of propagation of the coupled-in light. In some examples, a respective mixing section of the plurality of mixing sections can be arranged along a reflective structure that is associated with a different mixing section. In other words, the mixing sections can overlap or overlap the reflective sections in the radial direction (i.e. in a direction in an XY plane from a center of the coupling-out section to the outside).
Die Auskoppeloberfläche kann in XY-Richtung eine ebene, oder eine gekrümmte, oder eine Freiform- Fläche sein, dadurch kann Licht, welches durch die seitlichen Flächen des Auskoppelabschnitts in diesen reflektiert wird, leichter auf die Auskoppeloberfläche treffen. Eine Unterseite des Auskoppelabschnitts kann unstrukturiert sein, um interne Reflexionen bereitzustellen, so dass im Wesentlichen das gesamte Licht durch die Auskoppeloberfläche ausgekoppelt wird.The coupling-out surface can be a flat, or curved, or a free-form surface in the XY direction, so that light which is reflected in the latter by the lateral surfaces of the coupling-out section can more easily hit the coupling-out surface. An underside of the coupling-out section can be unstructured in order to provide internal reflections, so that essentially all of the light is coupled out through the coupling-out surface.
Durch die Techniken gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Lichtleiter mit einer homogenen Lichtverteilung im Vergleich zu herkömmlichen Lichtleitern mit wenigen LEDs versehen werden, der eine große Fläche gleichmäßig mit einer guten Farbhomogenisierung in einem für den Automobilbereich zugelassenen Produkt ausleuchtet. Die Konstruktion ist sehr kosteneffizient, da kein Diffusor benötigt wird, und daher sehr kompakt, was ein großer Vorteil in der Automobilindustrie ist. Er kann auch in verschiedenen Größen und mit unterschiedlich geformten Oberflächen ausgeführt werden.Using the techniques according to the present disclosure, a light guide can be provided with a homogeneous light distribution compared to conventional light guides with few LEDs, which illuminates a large area evenly with good color homogenization in a product approved for the automotive sector. The construction is very cost effective as no diffuser is required and therefore very compact, which is a great advantage in the automotive industry. It can also be made in different sizes and with differently shaped surfaces.
Ein Fahrzeuglausprecher, einer Beleuchtungsvorrichtung, eine Signalvorrichtung, ein elektronisches Kommunikationsgerät, eine Anzeige, und ein Fahrzeug umfassen einen Lichtleiter entsprechend der vorliegenden Offenbarung. Für derartige Geräte und Vorrichtungen können technische Effekte erzielt werden, die den technischen Effekten für den Lichtleiter entsprechen.A vehicle speaker, a lighting device, a signaling device, an electronic communication device, a display, and a vehicle include an optical fiber according to the present disclosure. For such devices and devices, technical effects can be achieved which correspond to the technical effects for the light guide.
Obwohl die in der obigen Zusammenfassung und der folgenden detaillierten Beschreibung beschriebenen Merkmale im Zusammenhang mit spezifischen Beispielen beschrieben werden, ist zu verstehen, dass die Merkmale nicht nur in den jeweiligen Kombinationen verwendet werden können, sondern auch isoliert oder in beliebigen Kombinationen verwendet werden können, und Merkmale aus verschiedenen Beispielen miteinander kombiniert werden können und miteinander korrelieren, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.Although the features described in the above summary and the following detailed description are described in connection with specific examples, it is to be understood that the features can not only be used in the respective combinations, but can also be used in isolation or in any combination, and Features from different examples can be combined with one another and correlate with one another, unless expressly stated otherwise.
Die obige Zusammenfassung soll daher nur einen kurzen Überblick über einige Merkmale einiger Ausführungsformen und Implementierungen geben und ist nicht als Einschränkung zu verstehen.The above summary is therefore only intended to provide a brief overview of some features of some embodiments and implementations and is not to be understood as a limitation.
FigurenlisteFigure list
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The present invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Oberseite eines Lichtleiters, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. -
2 zeigt eine schematische Darstellung der Unterseite des Lichtleiters der1 , gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. -
3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Lichtleiters in perspektivischer und Ansicht und von oben, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. -
4 zeigt eine schematische Darstellung von mehreren Mischabschnitten und reflektierenden Strukturen an einem Auskoppelabschnitt eines Lichtleiters, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. -
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeuglautsprechers mit einem Lichtleiter, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. -
6 zeigt eine schematische Darstellung des Lautsprechers der5 mit beleuchtetem Lichtleiter unter einem Abdeckungsgitter, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. -
7 zeigt eine schematische Darstellung von Intensitätsverteilungen des ausgekoppelten Lichts der verschiedenen LEDs des Lautsprechers der4 und5 ohne Abdeckungsgitter, gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
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1 shows a schematic representation of an upper side of a light guide, according to embodiments of the invention. -
2 shows a schematic representation of the underside of the light guide of FIG1 , according to embodiments of the invention. -
3 shows a schematic representation of a further light guide in perspective and view and from above, according to embodiments of the invention. -
4th shows a schematic representation of a plurality of mixing sections and reflective structures on a coupling-out section of a light guide, according to embodiments of the invention. -
5 shows a schematic representation of a vehicle loudspeaker with a light guide, according to embodiments of the invention. -
6th shows a schematic representation of the loudspeaker of FIG5 with illuminated light guide under a cover grille, according to embodiments of the invention. -
7th shows a schematic representation of intensity distributions of the coupled-out light of the various LEDs of the loudspeaker of FIG4th and5 without cover grille, according to embodiments of the invention.
Detaillierte Beschreibung von ausführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden.The properties, features and advantages of this invention described above and the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understandable in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the figures.
Die Zeichnungen sind als schematische Darstellungen zu betrachten und die in den Zeichnungen dargestellten Elemente sind nicht unbedingt maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr werden die verschiedenen Elemente so dargestellt, dass ihre Funktion und ihr allgemeiner Zweck für einen Fachmann ersichtlich werden. Dabei ist zu beachten, dass die Beschreibung der Ausführungsbeispiele nicht im in einem beschränkenden Sinne zu verstehen ist.The drawings are to be viewed as schematic representations and the elements shown in the drawings are not necessarily shown to scale. Rather, the various elements are shown in such a way that their function and general purpose are apparent to a person skilled in the art. It should be noted here that the description of the exemplary embodiments is not to be understood in a restrictive sense.
Der Umfang der Erfindung soll nicht durch die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele oder durch die Figuren eingeschränkt werden, welche nur zur Veranschaulichung dienen.The scope of the invention is not intended to be restricted by the exemplary embodiments described below or by the figures, which are only used for illustration.
Nachfolgend werden verschiedene Techniken für einen Lichtleiter für variable Beleuchtungsapplikationen detaillierter beschrieben. Der Lichtleiter kann ein Lichtleiter eines Fahrzeugs sein, d.h. im Automobilbereich eingesetzt werden.Various techniques for a light guide for variable lighting applications are described in more detail below. The light guide can be a light guide of a vehicle, i. be used in the automotive sector.
Wie in
Die Vielzahl von Einkoppelstrukturen ist kreisförmig um die Auskoppeloberfläche
Die Auskoppeloberfläche
Die Auskoppeloberfläche
Wie weiter in
In einigen Beispielen kann eine LED, welche eine RGB LED sein kann, daher welche mehrere verschiedenfarbige LED-Dioden (Rot R, Grün G, Blau B) in einem LED Package aufweist, an einer Einkoppeloberfläche
Dadurch, dass die Einkoppeloberflächen in vertikaler Richtung unterhalb der seitlichen Umfangsfläche des Auskoppelabschnitt
Von den tiefer liegenden Einkoppeloberfläche
In der
Wie in
Dadurch, dass die Prismenstrukturen
Wie in
Der Lichtleiter basiert auf der Idee, dass auf eine LED ein Farbmischstab, danach eine Prismenstruktur
Wie in
Wie in
Licht welches durch eine Einkoppeloberfläche
Wie in
Eine äußere Oberfläche des Mischabschnittes kann direkt in eine äußere Oberfläche eines Prismenabschnitts übergehen. Die äußere Oberfläche des Mischabschnitts
Das Design eines Lichtleiters, wie in
Wie in
Der Fahrzeuglautsprecher
Durch die Vielzahl von gleichmäßig verteilten LEDs und die Homogenisierung der Wirkungen der Licht mit Mischabschnitte, Prismenstrukturen und halbkugelförmigen Auskoppelstrukturen, können flächige, wandernde oder fließende Lichteffekte erzeugt werden, in dem die LEDs individuell angesteuert und gedimmt werden.Due to the large number of evenly distributed LEDs and the homogenization of the effects of the light with mixed sections, prismatic structures and hemispherical decoupling structures, flat, wandering or flowing light effects can be generated by individually controlling and dimming the LEDs.
Wie in
Wie in
Aus dem oben Gesagten lassen sich einige allgemeine Schlussfolgerungen ziehen:
- Eine Lichtquelle kann eine punktförmige Lichtquelle, insbesondere eine LED umfassen.
- A light source can comprise a point light source, in particular an LED.
Der Lichtleiter kann eine flache und/oder gerundete Form aufweisen, wobei die Lichtquellen an einem Außenumfang der gerundeten Form angeordnet sein können.
In einigen Beispielen kann der Lichtleiter im Wesentlichen in einer Ebene, welche durch eine X-Richtung und eine Y-Richtung definiert sein kann, liegen. In anderen Worten, der Lichtleiter kann die Form einer Platte haben, wobei eine Ausdehnung des Lichtleiters in der XY-Richtung (horizontal) um einen Faktor
In some examples, the light guide can lie essentially in a plane, which can be defined by an X direction and a Y direction. In other words, the light guide may have the shape of a plate, with an expansion of the light guide in the XY direction (horizontal) by a
Der Lichtleiter kann eine Auskoppelrichtung, oder Abstrahlrichtung, aufweisen, welche die Richtung sein kann, in welcher das ausgekoppelten Lichts im Wesentlichen ausgestrahlt wird, und welche im Wesentlichen der Z-Richtung entsprechen kann.The light guide can have a coupling-out direction, or emission direction, which can be the direction in which the coupled-out light is essentially emitted and which can essentially correspond to the Z-direction.
Die LEDs und Einkoppelstrukturen können um den Lichtleiter außen herum angeordnet sein, oder sie können um einen Innenumfang einer Aussparung im Inneren des Lichtleiters herum angeordnet sein. In diesem Fall kann der Lichtleiter platzsparend und kostengünstig eingesetzt werden, da weniger LEDs im Inneren des Lichtleiters angeordnet sein können.The LEDs and coupling structures can be arranged around the light guide on the outside, or they can be arranged around an inner circumference of a recess in the interior of the light guide. In this case, the light guide can be used in a space-saving and cost-effective manner, since fewer LEDs can be arranged inside the light guide.
Die Lichtquellen können in der XY-Ebene liegen, oder können alle in einer Ebene liegen, welche zu der XY-Ebene parallel und entgegen der Abstrahlrichtung um einen Abstand, welcher einer Ausdehnung des Mischabschnitts und/oder der reflektierenden Struktur in Z-Richtung entspricht, versetzt ist.The light sources can lie in the XY plane, or can all lie in a plane which is parallel to the XY plane and opposite to the direction of emission by a distance which corresponds to an extension of the mixing section and / or the reflective structure in the Z direction, is offset.
Durch seitlich um den Lichtleiter herum angeordnete LEDs, und seitlich eingekoppeltes Licht, welches durch Lichtmischstäbe und Mikroprismenstrukturen gemischt wird, kann ein Lichtleiter mit einer geringeren Bauteilhöhe mit guter Homogenität einer sichtbaren Auskoppeloberfläche bereitgestellt werden.By means of LEDs arranged laterally around the light guide and laterally coupled light which is mixed by light mixing rods and microprismatic structures, a light guide with a lower component height with good homogeneity of a visible coupling-out surface can be provided.
Eine Länge des Mischabschnitts kann im Wesentlichen eine Länge einer Prismenstruktur entsprechen, so dass eine kompakte Bauform des Lichtleiters ermöglicht wird.A length of the mixing section can essentially correspond to a length of a prism structure, so that a compact design of the light guide is made possible.
Zusammenfassend wird ein verbessertes Design für einen aus einem einheitlichen Material geformten Lichtleiter bereitgestellt, welches eine breite gleichmäßige Lichtverteilung durch ein Aufeinanderfolgen von optischen Strukturen, insbesondere von einem Lichtmischstab, einer reflektierenden Prismenstruktur, und einer halbkugelförmigen Flächenstruktur, welche integral in dem Lichtleiter ausgebildet sind, ermöglicht. Ein Lichtleiter kann eine Vielzahl derartiger Einkoppelstrukturen aufweisen, welche gleichmäßig um einen Umfang einer Auskoppelfläche herum angeordnet sind, sodass breite und homogene wandernde Lichteffekte entlang der sichtbaren Auskoppeloberfläche möglich sind.In summary, an improved design is provided for a light guide formed from a uniform material, which enables a wide, uniform light distribution through a succession of optical structures, in particular a light mixing rod, a reflective prism structure, and a hemispherical surface structure, which are integrally formed in the light guide . A light guide can have a multiplicity of such coupling-in structures, which are arranged uniformly around a circumference of a coupling-out surface, so that wide and homogeneous moving light effects along the visible coupling-out surface are possible.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202020104612.8U DE202020104612U1 (en) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | Light guide for lighting application with moving light pattern |
Applications Claiming Priority (1)
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DE202020104612.8U Active DE202020104612U1 (en) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | Light guide for lighting application with moving light pattern |
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2020
- 2020-08-10 DE DE202020104612.8U patent/DE202020104612U1/en active Active
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