DE3850705T2

DE3850705T2 - Beleuchtungseinrichtung mit grossem Fläche-zu-Dicke-Verhältnis und darin verwendete Folie.

Info

Publication number: DE3850705T2
Application number: DE3850705T
Authority: DE
Inventors: Sanford Cobb; John F Dreyer
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1988-05-06
Publication date: 1995-02-02
Anticipated expiration: 2008-05-07
Also published as: AU1562788A; KR880014307A; JP2693173B2; DE3850705D1; EP0292159A1; ES2056106T3; CA1316159C; JPS63298902A; AU7735591A; KR0125438B1; MX167540B; AU613032B2; EP0292159B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Beleuchtungskörper und insbesondere Beleuchtungskörper, die mit einem großen Fläche-zu-Dicke-Verhältnis hergestellt werden können.

Technischer Hintergrund

Bei einigen Anwendungsgebieten sind Beleuchtungskörper mit großem Fläche-zu-Dicke-Verhältnis wünschenswert, d. h. mit einer Länge und einer Breite, die viel größer sind als ihre Dicke. Schlußlichter an Kraftfahrzeugen werden zum Beispiel vorzugsweise so dünn wie möglich konstruiert, weil das für diesen Raum notwendige Volumen zu Lasten der Gepäckraumfläche geht.
Ein Beleuchtungskörper mit großem Fläche-zu-Dicke-Verhältnis ist im Dokument DE-A-27 50 828 dargestellt. Bei dieser Anordnung wird eine Linse mit Prismen an ihrer Innenfläche verwendet. Die Lampe in dieser Anordnung ist unmittelbar hinter der Linse angeordnet, und deshalb richtet sich die Tiefe der Linse nach der Länge der Lampe und kann nicht flacher gestaltet werden.
Im Dokument DE-U-1835318 wird eine Anordnung beschrieben, bei der eine Lampe an der Seite positioniert ist. Diese Anordnung entspricht dem Oberbegriff des bei liegenden Anspruchs 1.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Beleuchtungskörper mit großem Fläche-zu-Dicke-Verhältnis geschaffen, umfassend ein Gehäuse mit einem optischen Fenster, eine durchsichtige Lichtgewinnungsfolie in dem optischen Fenster sowie eine Lichtquelle an einem Ende des Gehäuses neben einem Rand der Folie, um einen Lichtstrahl zu erzeugen, der unter einem schmalen Winkel in bezug auf die zu der Lichtgewinnungsfolie senkrechte Richtung verläuft, wobei die Lichtgewinnungsfolie eine zum Innern des Gehäuses weisende strukturierte Oberfläche sowie eine zur Außenseite des Gehäuses weisende zweite Oberfläche besitzt, wobei sich auf der strukturierten Oberfläche eine Vielzahl linearer Prismen befindet und jedes Prisma eine erste und eine zweite Seite besitzt, wobei die erste und die zweite Seite einen Winkel miteinander bilden, so daß von der Lichtquelle ausgesandtes Licht in die Prismen einfallen wird, dort totalreflektiert wird und durch die zweite Fläche wieder austreten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der ersten und der zweiten Seite im Bereich von 59 bis 79 Grad liegt.
Wahlweise Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Beleuchtungskörpers gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine auseinandergezogene Ansicht der im Beleuchtungskörper von Fig. 1 verwendeten Lichtgewinnungsfolie;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines Beleuchtungskörpers gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 4 ist eine auseinandergezogene Ansicht der im Beleuchtungskörper von Fig. 3 verwendeten Lichtgewinnungsfolie.

Ausführliche Beschreibung

In Fig. 1 ist ein Beleuchtungskörper gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, der allgemein mit 10 bezeichnet ist. Der Beleuchtungskörper 10 umfaßt die Lichtquelle 11 sowie die Seiten 12 und 14. Die Seiten 12 und 14 bilden zusammen mit weiteren nicht dargestellten Seiten ein Gehäuse mit einem optischen Fenster 16. Die Lichtquelle 11 sendet einen Lichtkegel in einer solchen Richtung aus, daß das Licht in einem schmalen Winkel in bezug auf die Ebene der Folie auf die Folie 18 trifft. Im optischen Fenster 16 befindet sich eine Lichtgewinnungsfolie 18. Die Lichtgewinnungsfolie 18 besitzt eine glatte Oberfläche 20 und eine strukturierte Oberfläche 22. Auf der strukturierten Oberfläche 22 befindet sich eine Vielzahl linearer Prismen, wie z. B. die Prismen 24, 26 und 28, die zur Innenseite des Gehäuses weisen. Die Achsen der Prismen 24, 26 und 28 verlaufen senkrecht zur Richtung des von der Lichtquelle 11 kommenden Lichtes. Bei einer Ausführungsform wurden die Seiten 12 und 14 durch Einsatz von Spiegeln oder eines reflektierenden Streifens reflektierend gemacht, wie zum Beispiel mittels des von der Minnesota Mining and Manufacturing Company unter dem Handelsnamen "Silverlux" vertriebenen Streifens. Alternativ könnte die Seite 14 durch eine zusätzliche Lichtquelle ersetzt werden.
Fig. 2 zeigt eine Vergrößerung eines Abschnitts der Folie 18 mit den Prismen 24, 26 und 28. Von der Lichtquelle 11 von Fig. 1 kommt ein Lichtstrahl 30 und trifft auf die Seite 32 des Prismas 26. Der Lichtstrahl 30 wird durch die Seite 32 hindurchgelassen und von der Seite 34 totalreflektiert. Er verfolgt dann den in Fig. 2 dargestellten Weg und tritt durch die Fläche 20 wieder aus. Somit wird Licht aus dem Innern des Beleuchtungskörpers 10 gewonnen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Beleuchtungskörpers 10 bilden die Prismen, wie z. B. die Prismen 24, 26 und 28, gleichschenkelige Dreiecke mit einem Winkel von 69º. Dieser Winkel wurde gewählt, weil er bewirkt, daß das in einem Winkel von 15º zur Achse des Beleuchtungskörpers verlaufende Licht in einer zu dieser Achse senkrechten Richtung ausgesandt wird. Der jeweils gewählte genaue Winkel kann jedoch um nicht weniger als fünf oder sogar um zehn Grad schwanken, ohne die Leistung des Beleuchtungskörpers merklich zu beinträchtigen. Außerdem können andere Winkel gewählt werden, wenn andere Lichtstreuungswerte erwünscht sind.
Die Fachleute in der Technik werden leicht erkennen, daß es nicht notwendig ist, daß die Strukturen auf der strukturierten Fläche 22 in Fig. 1 dreieckig sind. Der wichtigste Aspekt bei der Erfindung besteht darin, daß unter einem schmalen Winkel in bezug auf die Ebene der Folie eintretendes Licht einmal totalreflektiert wird und durch die Fläche 20 wieder austritt. In Fig. 3 ist eine Ausführungsform veranschaulicht, bei der vierseitige Strukturen verwendet werden. Bei der Ausführungsform von Fig. 3 besitzt ein Beleuchtungskörper 40 eine Lichtquelle 41, Seiten 42 und 44 sowie ein optisches Fenster 46. Die Folie 48 mit einer glatten Seite 50 und einer strukturierten Seite 52 liegt in dem optischen Fenster 46. Die strukturierte Seite 52 der Folie 48 besitzt vierseitige Prismen, wie z. B. die Prismen 54 und 56.
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts der Folie 48 mit den Prismen 54 und 56. Das Prisma 54 besitzt die Seiten 57, 58, 59 und 60. Die Seite 61 der Folie 48 trennt die Prismen 54 und 56, und das Prisma 56 umfaßt die Seiten 62, 63, 64 und 65. Im Betrieb können die Lichtstrahlen in einer Vielzahl von Arten auf die Folie 48 gelangen. Der Lichtstrahl 66 tritt in das Prisma 54 durch die Seite 58 ein und wird durch die Seiten 59 und 60 totalreflektiert, ehe er durch die Fläche 50 wieder austritt. Der Lichtstrahl 68 tritt durch die Fläche 61 in die Folie 48 ein und tritt durch die Fläche 50 wieder aus, ohne reflektiert zu werden. Der Lichtstrahl 70 tritt in das Prisma 56 durch die Seite 63 ein und wird durch die Seite 65 totalreflektiert. Er tritt dann auch durch die Fläche 50 aus. Der Lichtstrahl 72 schließlich tritt durch die Seite 65 ein und durch die Fläche 50 wieder aus, ohne totalreflektiert zu werden.
Der Vorteil der bei dem Beleuchtungskörper 40 von Fig. 3 verwendeten vierseitigen Prismen liegt in ihrer Fähigkeit, aus vielen Richtungen einfallendes Licht zu kollimieren und nicht nur das Licht, das unter einem sehr schmalen Winkel zur Ebene der Folie eintritt. Somit könnten wie bei dem Beleuchtungskörper 10 von Fig. 1 die Seiten 42 und 44 spiegelnd reflektierend sein. Alternativ könnten sie jedoch diffus reflektierend gestaltet sein. Das durch solche diffus reflektierende Flächen gestreute Licht würde von der Folie 48 immer noch gut kollimiert werden. Außerdem könnte die Folie 48 auch in anderen Arten von Beleuchtungskörpern eingesetzt werden, bei denen das Licht unter anderen Winkeln auf die Folie gelangt als unter denen, die bei dem in Fig. 3 dargestellten Beleuchtungskörper vorherrschen. Eine solche Folie könnte sogar verwendet werden, um Licht im wesentlichen zu kollimieren, wenn das Licht aus allen Richtungen auf die Folie gelangt.

Claims

1. Beleuchtungskörper (10) mit großem Fläche-zu-Dicke- Verhältnis, umfassend ein Gehäuse mit einem optischen Fenster (16), eine durchsichtige Lichtgewinnungsfolie (18) in dem optischen Fenster (16) sowie eine Lichtquelle (11) an einem Ende des Gehäuses neben einem Rand der Folie (18), um einen Lichtstrahl zu erzeugen, der unter einem schmalen Winkel in bezug auf die zu der Lichtgewinnungsfolie (18) senkrechte Richtung verläuft, wobei die Lichtgewinnungsfolie (18) eine zum Inneren des Gehäuses weisende strukturierte Oberfläche (22) sowie eine zur Außenseite des Gehäuses weisende zweite Oberfläche (20) besitzt, wobei sich auf der strukturierten Oberfläche (22) eine Vielzahl linearer Prismen (24, 26, 28) befindet und jedes Prisma eine erste und eine zweite Seite (32, 34) besitzt, wobei die erste und die zweite Seite (32, 34) einen Winkel miteinander bilden, so daß von der Lichtquelle (11) ausgesandtes Licht in die Prismen (24, 26, 28) einfallen wird, dort totalreflektiert wird und durch die zweite Fläche (20) wieder austreten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der ersten und der zweiten Seite im Bereich von 59 bis 79 Grad liegt.

2. Beleuchtungskörper nach Anspruch 1, bei dem das Innere des Gehäuses spiegelnd reflektierend ist.

3. Beleuchtungskörper nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jedes der Prismen eine Hauptachse und einen zu der Hauptachse senkrechten Querschnitt besitzt, wobei der Querschnitt zwei Seiten (60, 62) besitzt, die sich von einer durch die zweite Fläche gebildeten Ebene weg erstrecken.

4. Beleuchtungskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste und die zweite Seite (32, 34) einen Winkel von ungefähr 69 Grad miteinander bilden.

5. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der aneinandergrenzende Prismen (54, 56) durch eine ebene Fläche (61) getrennt sind.