DE29912868U1 - Light module - Google Patents
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Description
Lichtmodul
Beschreibung:Light module
Description:
Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul zur Einkopplung von Licht in einen Lichtleiter, bestehend aus einer Lampe mit Reflektor, einem den Reflektor mit dem Lichtleiter verbindenden Gehäuse und einem zwischen der Lampe und dem Lichtleiter angeordneten aus einer Halterung und einem Infrarotfilter bestehenden optischen Bauelement. The invention relates to a light module for coupling light into a light guide, consisting of a lamp with a reflector, a housing connecting the reflector to the light guide and an optical component consisting of a holder and an infrared filter arranged between the lamp and the light guide.
Aus der DE 197 39 024 A 1 ist ein Lichtmodul zur Einkopplung von Licht in einen Lichtleiter bekannt. Das Lichtmodul besteht aus einer Lampe mit einem Reflektor, der über ein Gehäuse mit dem Lichtleiter verbunden ist. Zwischen Lampe und Lichtleiter ist ein optisches Bauelement angeordnet, das aus einer Halterung besteht, die einen Infrarotfilter als optisches Element aufweist, dem ein zweites als Linse ausgebildetes optisches Element vorgelagert ist.A light module for coupling light into a light guide is known from DE 197 39 024 A 1. The light module consists of a lamp with a reflector that is connected to the light guide via a housing. An optical component is arranged between the lamp and the light guide, which consists of a holder that has an infrared filter as an optical element, in front of which a second optical element designed as a lens is arranged.
Bei dem bekannten Lichtmodul, das sich grundsätzlich bewährt hat, wird an dem Infrarotfilter Wärme reflektiert. Nachteilig bei dem bekannten Lichtmodul ist, daß die zwischen Lampe und Infrarotfilter entstehende Wärme über das Gehäuse zu dem Lichtleiter weitergeleitet wird. Dabei kommt es im Bereich des Lichtleiters zu unerwünscht hohen Temperaturen.In the known light module, which has proven itself in principle, heat is reflected by the infrared filter. The disadvantage of the known light module is that the heat generated between the lamp and the infrared filter is passed on to the light guide via the housing. This leads to undesirably high temperatures in the area of the light guide.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das bekannte Lichtmodul so zu verbessern, daß möglichst wenig Wärme zu dem Lichtleiter geleitet wird.The object of the present invention is therefore to improve the known light module so that as little heat as possible is conducted to the light guide.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß das optische Bauelement als eine Wärmesperre ausgebildet ist, deren Halterung das Gehäuse mechanisch in eine der Lampe zugewandte erste Gehäusekammer und in eine dem Lichtleiter zugewandte zweite Gehäusekammer trennt und durch geringe Wärmeleitungseigenschaften wärmetechnisch entkoppelt.This object is achieved according to the invention in conjunction with the preamble of claim 1 in that the optical component is designed as a heat barrier, the holder of which mechanically separates the housing into a first housing chamber facing the lamp and a second housing chamber facing the light guide and thermally decouples it by means of low heat conduction properties.
Dadurch, daß das optische Bauelement als eine Wärmesperre ausgebildet ist, die das Gehäuse in zwei Gehäusekammern unterteilt und diese wärmetechnisch entkoppelt, wird weitgehend verhindert, daß die in der ersten Gehäusekammer entstehende Wärme über die zweite Gehäusekammer an den Lichtleiter weitergeleitet wird.Because the optical component is designed as a thermal barrier that divides the housing into two housing chambers and thermally decouples them, it is largely prevented that the heat generated in the first housing chamber is passed on to the light guide via the second housing chamber.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Halterung aus Zirkonoxidkeramik ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, the holder is made of zirconium oxide ceramic.
Durch die Verwendung von Zirkonoxidkeramik, die nur geringe Wärmeleiteigenschaften aufweist, wird eine gute thermische Isolierung erreicht.Good thermal insulation is achieved through the use of zirconium oxide ceramics, which have only low thermal conductivity properties.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Halterung aus einer Polyamid-Formmasse, wie sie beispielsweise als Ultramid bekannt ist. Es sind aber auch andere hochtemperaturfeste Kunststoffe geeignet.According to a further preferred embodiment of the invention, the holder consists of a polyamide molding compound, such as that known as Ultramid. However, other high-temperature-resistant plastics are also suitable.
Durch die Verwendung von Polyamid-Formmassen wird neben einer geringen Wärmeleitfähigkeit zugleich eine einfache Verarbeitbarkeit erreicht.The use of polyamide molding compounds not only achieves low thermal conductivity but also ease of processing.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das optische Element als Planscheibe ausgebildet, die auf ihrer der Lampe zugewandten Seite eine Infrarot-Beschichtung aufweist.According to a further preferred embodiment of the invention, the optical element is designed as a faceplate which has an infrared coating on its side facing the lamp.
Durch die Verwendung einer Planscheibe mit Infrarot-Beschichtung wird ein relativ einfacher kompakter Aufbau des Lichtmoduls auf kostengünstige Weise ermöglicht.By using a faceplate with infrared coating, a relatively simple, compact design of the light module is made possible in a cost-effective manner.
Es ist aber auch möglich, mehrere Planscheiben parallel hintereinander anzuordnen.However, it is also possible to arrange several faceplates in parallel one behind the other.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das optische Element als eine Linse ausgebildet, die auf ihrer der Lampe zugewandten Seite eine Infrarot-Beschichtung aufweist.According to a further preferred embodiment of the invention, the optical element is designed as a lens which has an infrared coating on its side facing the lamp.
Durch die Verwendung einer Linse als optische Element, das eine Infrarot-Beschichtung aufweist, kann zum einen auf einen zusätzlichen Infrarotfilter verzichtet werden und zum anderen kann das von der Lampe ausgestrahlte Licht, das von dem Reflektor in einem Brennpunkt gebündelt wird, im Bereich der ersten Gehäusekammer gebündelt werden und von dem optischen Element relativ gleichmäßig auf den Lichtleiter übertragen werden.By using a lens as an optical element that has an infrared coating, on the one hand an additional infrared filter can be dispensed with and on the other hand the light emitted by the lamp, which is bundled by the reflector at a focal point, can be bundled in the area of the first housing chamber and transmitted relatively evenly by the optical element to the light guide.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zur Erzeugung von Signalfarben Lampen eingesetzt, welche bestimmte Farbspektren des sichtbaren und nichtsichtbaren Lichtes an ihrem Glaskolben absorbieren oder reflektieren. According to a further preferred embodiment of the invention, lamps are used to generate signal colors which absorb or reflect certain color spectra of visible and non-visible light on their glass bulb.
Durch die Verwendung von Lampen, deren Glasüberkolben mit entsprechenden Schichten beschichtet sind, kann eine benötigte Glühfadentemperatur und der daraus resultierende nutzbare Lichtstrom bei wesentlich reduzierter elektrischer Energiezufuhr realisiert werden. Für das Gesamtsystem ergibt sich in Kombination mit der Wärmesperre noch einmal eine wesentlich verbesserte Energie-A/Värmebilanz. Dies bedeutet niedrigere Temperaturen am Lichtmmodul und geringerer Energieverbrauch bei gleicher Ausbeute an farbigem Licht.By using lamps whose glass bulbs are coated with appropriate layers, the required filament temperature and the resulting usable luminous flux can be achieved with a significantly reduced electrical energy supply. In combination with the thermal barrier, the overall system results in a significantly improved energy/heat balance. This means lower temperatures on the light module and lower energy consumption with the same yield of colored light.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.Further details of the invention emerge from the following detailed description and the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are illustrated by way of example.
In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:
Figur 1: Ein Lichtmodul mit einem als Planscheibe ausgebildeten optischen Element im Schnitt,Figure 1: A light module with an optical element designed as a faceplate in section,
Figur 2: ein Lichtmodul mit einem optischen Element aus einer Mehrzahl von einander benachbarten Planscheiben und angedeutetem Strahlengang im Schnitt undFigure 2: a light module with an optical element consisting of a plurality of adjacent face plates and indicated beam path in section and
Figur 3: ein Lichtmodul mit einem als Linse ausgebildeten optischen Element und eingezeichnetem Zahlengang im Schnitt.Figure 3: a light module with an optical element designed as a lens and a marked number range in cross-section.
Ein Lichtmodul 1 besteht im wesentlichen aus einer Lampe 2 mit einem Reflektor 3 und einem Gehäuse 4 mit einem optischen Bauelement 5.A light module 1 essentially consists of a lamp 2 with a reflector 3 and a housing 4 with an optical component 5.
Die Lampe 2 ist in dem Reflektor 3 angeordnet, der über das Gehäuse 4 mit einem modulseitigen Ende 6 eines Lichtleiters 7 verbunden ist. Zwischen der Lampe 2 und dem Lichtleiter 7 ist das optisches Bauelement 5 angeordnet, das als eine Wärmesperre 8 ausgebildet ist.The lamp 2 is arranged in the reflector 3, which is connected via the housing 4 to a module-side end 6 of a light guide 7. The optical component 5, which is designed as a heat barrier 8, is arranged between the lamp 2 and the light guide 7.
Das optische Bauelement 5 besteht aus einer Halterung 9, in der ein optisches Element 10 gehaltert wird. Durch die Halterung 9 wird das Gehäuse 4 in eine der Lampe 2 zugewandte erste Gehäusekammer 11 und eine dem Lichtleiter 7 zugewandte zweite Gehäusekammer 12 unterteilt. Dabei weist die erste Gehäusekammer 11 eine erste Gehäusewandung 13 auf, deren dem Reflektor 3 zugewandtes hinteres Ende 14 mit einem vorderen Rand 15 des Reflektors 3 verbunden ist. Das dem hinteren Ende 14 abgewandte vordere Ende 16 der ersten Gehäusewandung 13 ist in einem der Lampe 2 zugewandten rückwärtigen Bereich 17 der Halterung 9 mit der Halterung 9 verbunden. In ihrem dem rückwärtigen Bereich 17 abgewandten vorderen Bereich 18 ist die Halterung 9 mit einem halterseitigen Ende 19 einer die zweite Gehäusekammer 12 umgebenden zweiten Gehäusewandung 20 verbunden. Die zweite Gehäusewandung 20 ist an ihrem dem halterseitigen Ende 19 abgewandten lichtleiterseitigen Ende 21 mit dem modulseitigen Ende 6 des Lichtleiters 7 verbunden.The optical component 5 consists of a holder 9 in which an optical element 10 is held. The holder 9 divides the housing 4 into a first housing chamber 11 facing the lamp 2 and a second housing chamber 12 facing the light guide 7. The first housing chamber 11 has a first housing wall 13, the rear end 14 of which facing the reflector 3 is connected to a front edge 15 of the reflector 3. The front end 16 of the first housing wall 13 facing away from the rear end 14 is connected to the holder 9 in a rear region 17 of the holder 9 facing the lamp 2. In its front region 18 facing away from the rear region 17, the holder 9 is connected to a holder-side end 19 of a second housing wall 20 surrounding the second housing chamber 12. The second housing wall 20 is connected at its light guide side end 21 facing away from the holder side end 19 to the module side end 6 of the light guide 7.
Das vordere Ende 16 der ersten Gehäusewandung 13 und das halterseitige Ende der zweiten Gehäusewandung 20 sind durch die Halterung 9 mechanisch und thermisch voneinander getrennt bzw. entkoppelt. Die Halterung 9 ist aus einem hochtemperaturbeständigen Material, beispielsweise einer Polyamid-Formmasse wie Ultramid - ausgebildet. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, ein keramisches Material, wie beispielsweise Zirkonoxidkeramik zu verwenden.The front end 16 of the first housing wall 13 and the holder-side end of the second housing wall 20 are mechanically and thermally separated or decoupled from one another by the holder 9. The holder 9 is made of a high-temperature-resistant material, for example a polyamide molding compound such as Ultramid. However, it is also possible in principle to use a ceramic material such as zirconium oxide ceramic.
Das optische Element 10 ist nach einer Ausführungsform als Planscheibe 22 ausgebildet. Es ist aber auch möglich, mehrere Planscheiben 22' parallel zueinander in der Halterung 9 anzuordnen. Bei einer Ausbildung des optischen Elementes 10,10' als Planscheibe 22, 22' ist der Reflektor 3 so ausgebildet und angeordnet, daß das von der Lampe 2 abgegebene Licht von dem Reflektor 3 in einem dem modulseitigen Ende 6 des Lichtleiters 7 bzw. seiner Stirnfläche 23 benachbarten Brennpunkt 24 fokussiert wird. Die Planscheibe 22, 22' ist dabei als Infrarotfilter ausgebildet, bzw. weist auf ihrer der Lampe 2 zugewandten Rückseite 25 eine Infrarotbeschichtung auf.According to one embodiment, the optical element 10 is designed as a faceplate 22. However, it is also possible to arrange several faceplates 22' parallel to one another in the holder 9. When the optical element 10, 10' is designed as a faceplate 22, 22', the reflector 3 is designed and arranged such that the light emitted by the lamp 2 is focused by the reflector 3 in a focal point 24 adjacent to the module-side end 6 of the light guide 7 or its front face 23. The faceplate 22, 22' is designed as an infrared filter or has an infrared coating on its rear side 25 facing the lamp 2.
Nach einer anderen Ausführungsform ist das optische Element 10" als eine asphärische Linse 26 ausgebildet. Die asphärische Linse 26 weist auf ihrer der Lampe 2 zugewandten Rückseite 27 eine Infrarotbeschichtung auf. Bei einer Ausbildung des optischen Elementes 10" als asphärische Linse 26 ist der Reflektor 3" so ausgebildet und angeordnet, daß das von der Lampe 2 abgegebene Licht von dem Reflektor 3" in einem der Rückseite 27 der Linse 26 zur Lampe 2 hin vorgelagerten Bereich in einem Brennpunkt 24" fokussiert wird. Der Brennpunkt 24" des Reflektors fällt dabei mit einem rückwärtigen Brennpunkt 28 der Linse 26 zusammen, so daß das vom Reflektor 3" gebündelte Licht der Lampe 2 von der Linse 26 in einem etwa parallelen Strahlengang in das modulseitige Ende 6 des Lichtleiters 7 eingekoppelt wird.According to another embodiment, the optical element 10" is designed as an aspherical lens 26. The aspherical lens 26 has an infrared coating on its rear side 27 facing the lamp 2. When the optical element 10" is designed as an aspherical lens 26, the reflector 3" is designed and arranged such that the light emitted by the lamp 2 is focused by the reflector 3" in a region in front of the rear side 27 of the lens 26 towards the lamp 2 at a focal point 24". The focal point 24" of the reflector coincides with a rear focal point 28 of the lens 26, so that the light from the lamp 2 bundled by the reflector 3" is coupled by the lens 26 in an approximately parallel beam path into the module-side end 6 of the light guide 7.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist die Lampe 2 einen Glasüberkolben bzw. Glaskolben 29 auf, der zur Erzeugung von Signallichtfarben (z. B. rot) mit einer Interferenzschicht 31 überzogen ist, welche bestimmte Farbspektren des sichtbaren und nichtsichtbaren Lichtes absorbiert bzw. reflektiert. Beispielsweise ist der Glaskolben 29 mit einer Interferenzschicht 31 überzogen, welche nur rotes Licht durchläßt, das übrige Spektrum aber zur Wolframwendel 30 hin reflektiert. Neben Interferenzbeschichtungen kann ein ähnlicher Effekt auch durch aufgebrachte absorbierende Schichten und durch farbiges Glas oder Glasschichten erreicht werden.According to one embodiment of the invention, the lamp 2 has a glass bulb or glass envelope 29 which is coated with an interference layer 31 to generate signal light colors (e.g. red), which absorbs or reflects certain color spectra of visible and non-visible light. For example, the glass envelope 29 is coated with an interference layer 31 which only lets red light through, but reflects the rest of the spectrum towards the tungsten filament 30. In addition to interference coatings, a similar effect can also be achieved by applying absorbing layers and by colored glass or glass layers.
Das von der Lampe 2 abgestrahlte Licht wird von dem Reflektor 3, 3" reflektiert und in einem außerhalb des Reflektors 3, 3" liegenden Brennpunkt 24, 24" fokussiert und in den Lichtleiter 7 eingekoppelt. Das optische Bauelement 5 wirkt dabei als Wärmesperre 8. Zum einen werden die unerwünschten Infrarotanteile von dem optischen Element 10, 10", 10" reflektiert, so daß nur geringe Anteile aus der ersten Gehäusekammer 11, 11', 11" in die zweite Gehäusekammer 12, 12', 12" eindringen können. Das die Wärme schlecht bzw. nur gering leitende Material der Halterung 9 führt zu einer thermischen Entkopplung der beiden Gehäusekammern 11, 11', 11", 12, 12', 12". Entstehende Wärme in der ersten Gehäusekammer 11, 11', 11" kann über deren erste Gehäusewandung 13, 13', 13" an die Umgebung abgegeben werden. Als Gehäusewandung 13, 13', 13", 20, 20', 20" ist ein gut wärmeleitendes Material, beispielsweise Stahlblech geeignet. r The light emitted by the lamp 2 is reflected by the reflector 3, 3" and focused in a focal point 24, 24" located outside the reflector 3, 3" and coupled into the light guide 7. The optical component 5 acts as a heat barrier 8. On the one hand, the undesirable infrared components are reflected by the optical element 10, 10", 10", so that only small components can penetrate from the first housing chamber 11, 11', 11" into the second housing chamber 12, 12', 12". The material of the holder 9, which conducts heat poorly or only slightly, leads to a thermal decoupling of the two housing chambers 11, 11', 11", 12, 12', 12". Heat generated in the first housing chamber 11, 11', 11" can be dissipated via its first housing wall 13, 13', 13" to the environment. A material with good heat conduction, such as sheet steel, is suitable as the housing wall 13, 13', 13", 20, 20', 20". r
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Cited By (1)
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1999
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19991104 |
|
| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 19990914 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20021203 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20050804 |
|
| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20080201 |