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Die
Erfindung schlägt
eine Signalleuchte insbesondere für ein Kraftfahrzeug vor. Eine
derartige Signalleuchte ist aus WO99/09349 bekannt.
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Die
Erfindung schlägt
im Besonderen eine Signalleuchte, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, der Art
vor, die eine optische Mittelachse aufweist, die der Ausbreitungsrichtung
des von der Leuchte emittierten Lichtbündels folgend von hinten nach
vorne ausgerichtet ist, eine auf dieser optischen Achse angeordnete,
allgemein punktförmige
Lichtquelle und ein wenigstens zum Teil um die optische Achse herum
angeordnetes massives optisches Element, das aus einem transparenten
Material mit einem Brechungsindex größer als der der Luft ausgeführt ist, von
der Art, bei der das optische Element eine Eintrittsfläche und
eine allgemein quer verlaufende Austrittsfläche umfasst, die zum Übertragen
der Lichtstrahlen nach vorne in einer allgemein zur optischen Achse
parallelen Richtung konzipiert ist, um eine bestimmte Signalgebungsfunktion
auszuführen.
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Eine
Signalleuchte dieses Typs erfordert in der Regel einen axial an
der Rückseite
des optischen Elements angeordneten, im Wesentlichen parabolischen
Reflektor, um die von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen
zu erfassen und sie auf die Eintrittsfläche des optischen Elementes
zu konzentrieren.
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Soll
eine Signalleuchte mit geringer axialer Dicke, zum Beispiel von
etwa sieben bis acht Millimetern, ausgeführt werden, so begrenzt die
Struktur des Paraboloidreflektors die vordere Öffnung der Signalleuchte, das
heißt
den Bereich der Austrittsfläche. Die
geringe axiale Dicke der Leuchte hat also eine geringe Austrittsfläche und
somit eine hohe Leuchtdichte der Leuchte je Flächeneinheit zur Folge.
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Wird
eine rückwärtige Signalgebungsfunktion
ausgeführt,
so sind anders als bei einer vorderen Beleuchtungsfunktion die Insassen
der Fahrzeuge, die dem mit der betreffenden Signalleuchte ausgerüsteten Fahrzeug
folgen, jedoch oft veranlasst, in Richtung der Lichtquelle zu blicken.
Die Leuchtdichte der Leuchte je Flächeneinheit muss also minimiert werden,
um zu verhindern, dass diese Personen geblendet werden.
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Die
Signalleuchten der bekannten Ausführungstypen sind ferner nicht
für die
Verwendung einer Lichtquelle mit kleinen Abmessungen wie etwa einer Leuchtdiode geeignet,
die ihren Lichtstrom in einem Raumwinkel mit einem bestimmten Wert
von unter hundertachtzig Grad emittiert. Bei den in Signalleuchten
verwendeten Lichtquellen handelt es sich üblicherweise um Lampen mit
Glühwendeln,
die Licht global von der Glühwendel
aus in sämtliche
Richtungen emittieren.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die vorstehend genannten Nachteile zu beheben
und eine Signalleuchte vorzuschlagen, die eine geringe axiale Dicke und
gleichzeitig eine ausreichende Austrittsfläche haben kann, um die Signalgebungsfunktion
zu erfüllen,
und die für
die Verwendung einer Lichtquelle wie etwa einer Leuchtdiode geeignet
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es auch, die Anzahl der zur Ausführung der
Signalgebungsfunktion erforderlichen Teile sowie die Herstellungskosten
zu reduzieren.
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Zu
diesem Zweck schlägt
die Erfindung eine Signalleuchte des oben beschriebenen Typs vor,
mit einem optischen Element, das eine allgemein quer verlaufende
Reflexionsfläche
aufweist, die der Austrittsfläche
axial gegenüber
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche axial
zwischen der Reflexionsfläche
und der Austrittsfläche derart
angeordnet ist, dass die durch die Eintrittsfläche in das optische Element
eindringenden Lichtstrahlen durch die Reflexionsfläche zur
Austrittsfläche
reflektiert werden.
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Weiteren
Merkmalen der Erfindung gemäß:
- – ist
die Lichtquelle wenigstens zum Teil zwischen der Reflexionsfläche und
der Austrittsfläche
angeordnet;
- – ist
die Lichtquelle eine Leuchtdiode mit einer Lichtstreuungsglocke;
- – hat
die Eintrittsfläche
allgemein die Form einer konkaven Kugelkalotte, deren Mitte allgemein
mit dem Zentrum der Lichtquelle derart zusammenfällt, dass die von der Lichtquelle
emittierten Lichtstrahlen in das optische Element eindringen, und zwar
im Allgemeinen ohne sich hierbei zu brechen;
- – hat
die Lichtstreuungsglocke die Form einer konvexen Kugelkalotte, deren
Mitte allgemein mit der Mitte der Eintrittsfläche zusammenfällt;
- – ist
die Reflexionsfläche
mit einer Schicht aus reflektierendem Material beschichtet, zum
Beispiel einer Aluminiumschicht;
- – weist
die Reflexionsfläche
Reflexionskränze
auf, die zur optischen Achse und nach vorne geneigt sind;
- – ist
die Austrittsfläche
durch eine Diopterreihe gebildet, die die von der Reflexionsfläche kommenden
Lichtstrahlen derart ablenkt, dass die Lichtstrahlen nach vorne
in einer zur optischen Achse allgemein parallelen Richtung emittiert werden;
- – ist
die Eintrittsfläche
nach hinten gewandt, und die Austrittsfläche weist wenigstens einen
ringförmigen
Teil auf, dessen Erzeugende bezüglich
der optischen Achse einen Neigungswinkel bildet, so dass die von
der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen nach dem Prinzip der Totalreflexion
an diesem ringförmigen
Teil zur Reflexionsfläche
reflektiert werden;
- – weist
die Austrittsfläche
einen mittleren Teil allgemein in Form einer konvexen Kugelkalotte
auf, dessen Mitte in Bezug auf die Mitte der Eintrittsfläche axial
nach hinten derart versetzt ist, dass die von der Lichtquelle emittierten
Lichtstrahlen, die zu dem mittleren Teil gelangen, nach vorne in
einer zur optischen Achse im Wesentlichen parallelen Richtung gebrochen
werden;
- – bildet
der mittlere Teil mit der Lichtquelle einen Raumwinkel mit bestimmtem
Wert, der allgemein die Lichtstrahlen beinhaltet, deren Neigungswinkel
in Bezug auf den Neigungswinkel der Erzeugenden des ringförmigen Teils
nicht ausreicht, um deren Totalreflexion auf die Austrittsfläche zu gestatten;
- – ist
die Eintrittsfläche
nach vorne gewandt, und weist die Reflexionsfläche wenigstens einen ringförmigen Teil
auf, dessen Erzeugende bezüglich der
optischen Achse einen Neigungswinkel bildet, derart, dass die von
der Lichtquelle emittierten Lichtstrahlen nach dem Prinzip der Totalreflexion an
diesem ringförmigen
Teil zur Austrittsfläche
reflektiert werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung hervor, die zum besseren Verständnis auf
die beigefügten
Zeichnungen Bezug nimmt, wobei:
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1 eine
perspektivische, aufgebrochene Explosionszeichnung von schräg hinten
ist, die eine erste Ausführungsform
einer nach den Lehren der Erfindung ausgeführten Signalleuchte zeigt;
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2 eine
axiale Schnittansicht ist, welche die Signalleuchte aus 1 zeigt;
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3 eine
mit 2 vergleichbare Ansicht ist, die eine zweite Ausführungsform
einer nach den Lehren der Erfindung ausgeführten Signalleuchte zeigt.
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In
der folgenden Beschreibung werden Elemente, die im Wesentlichen
identisch oder vergleichbar sind, mit identischen Bezugszeichen
gekennzeichnet.
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In 1 und 2 ist
eine gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung ausgeführte
Signalleuchte 10 dargestellt. Diese Signalleuchte 10 umfasst
ein massives optisches Element 12, welches gleichzeitig
als Lichtstromrekuperator und als Lichtstromdiffusor für eine allgemein
punktförmige
Lichtquelle dient, die hier aus einer Leuchtdiode 14 gebildet
ist.
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Die
Diode 14 ist rückseitig
auf einer Tragplatte 16 montiert dargestellt, die insbesondere
ihren Anschluss an ein Stromversorgungsnetz und eine (nicht dargestellte)
Steuereinheit ermöglicht.
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Die
Dioden 14 stehen in mehreren Farben zur Verfügung, das
heißt,
die Farbe des von der Diode 14 emittierten Lichtstroms
ist wählbar.
Vorzugsweise wird die Farbe der Diode 14 nach der auszuführenden
Signalgebungsfunktion gewählt,
zum Beispiel Rot für
eine Nebelschlussleuchte oder Weiß für einen Rückfahrscheinwerfer.
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Das
optische Element 12 und die Diode 14 sind koaxial
entlang einer optischen Mittelachse A-A angeordnet, die sich in 2 allgemein
horizontal von links nach rechts erstreckt.
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Im
weiteren Verlauf der Beschreibung wird in nicht einschränkender
Weise eine axiale Ausrichtung von hinten nach vorne zugrunde gelegt,
die einer Ausrichtung von links nach rechts entlang der optischen
Achse A-A entspricht.
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In
nicht einschränkender
Weise werden Elemente als äußere oder
innere Elemente bezeichnet, je nachdem, ob sie radial zur optischen
Achse A-A hin oder von dieser Achse weg angeordnet sind.
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Insbesondere
unter Bezugnahme auf 2 ist festzustellen, dass die
Diode 14 an der Rückseite ein
im Wesentlichen zylindrisches Anschlussgehäuse 18 und an der
Vorderseite eine im Wesentlichen halbkugelförmige, um die optische Achse
A-A angeordnete, zur Vorderseite hin konvexe Lichtstreuungsglocke 20 aufweist.
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Das
Anschlussgehäuse 18 umfasst
(nicht dargestellte) Befestigungs- und Stromanschlussmittel für die Montage
der Diode 14 auf der Platte 16.
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In
der folgenden Beschreibung wird näherungsweise davon ausgegangen,
dass die Diode 14 eine punktförmige Lichtquelle S ist, die
von der Mitte S der die Glocke 20 bildenden Halbkugel radial
und allgemein nach vorne Lichtstrahlen emittiert.
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Die
Mitte S entspricht allgemein dem Zentrum der Lichtquelle, das heißt dem Punkt
der Lichtquelle, von dem der überwiegende
Teil des Lichtstroms auszugehen scheint.
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Vorteilhafterweise
wird eine Diode 14 gewählt,
deren Öffnung
annähernd
180 Grad beträgt,
d. h. sie emittiert Lichtstrahlen in einem um die optische Achse
A-A angeordneten Raumwinkel von 180 Grad.
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Das
optische Element 12 ist um die optische Achse A-A herum
angeordnet und aus einem transparenten Material ausgeführt, dessen
Brechungsindex größer ist
als der der Luft, die hier die Umgebung des Elements 12 bildet.
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Das
optische Element 12 ist vorteilhafterweise in einem Stück aus einem
transparenten Kunststoff wie zum Beispiel Polymethylmethacrylat
(PMMA) geformt.
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Das
optische Element 12 umfasst eine Eintrittsfläche 22,
eine Reflexionsfläche 24 und
eine Austrittsfläche 26.
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Die
Eintrittsfläche 22 hat
hier eine halbkugelförmige,
konkave Form, deren Mitte allgemein mit der Mitte S der Lichtquelle 14 zusammenfällt.
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Die
Reflexionsfläche 24 erstreckt
sich allgemein in einer zur optischen Achse A-A quer verlaufenden
Ebene, die durch die Mitte S der Lichtquelle 14 verläuft.
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Die
Reflexionsfläche 24 hat
die Form eines auf die optische Achse A-A ausgerichteten Kranzes, der
einen optisch neutralen, inneren ringförmigen Teil 28 und
einen äußeren ringförmigen Teil 30 umfasst. Die
beiden ringförmigen
Teile 28, 30 sind allgemein in ein- und derselben
Querebene angeordnet.
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Der
innere ringförmige
Teil 28 ist plan und erstreckt sich quer verlaufend nach
außen,
vom Umfangsrand 32 der Eintrittsfläche 22 bis zum inneren Umfangsrand 34 des äußeren ringförmigen Teils 30.
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Der äußere ringförmige Teil 30 ist
von einer Reihe von koaxialen Reflexionskränzen 36 entlang der
optischen Achse A-A gebildet.
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Der äußere ringförmige Teil 30 ist
allgemein nach demselben Prinzip wie eine Fresnel-Linse konzipiert.
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Die
Erzeugende jedes Reflexionskranzes 36 ist ein nach vorne
und zur optischen Achse A-A geneigtes Geradensegment.
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Die
Reflexionskränze 36 sind
radial nach außen
abgestuft, wobei zwei aufeinander folgende Reflexionskränze 36 durch
einen optisch neutralen Kranz 38 getrennt sind.
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Die
Erzeugende jedes neutralen Kranzes 38 ist hier ein nach
vorne und nach außen
geneigtes Geradensegment.
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Gemäß der hier
dargestellten Ausführungsform
sind die Erzeugenden der Reflexionskränze 36 im Wesentlichen
parallel, und die Länge
dieser Erzeugenden nimmt schrittweise ab, wenn man sich von der
Achse A-A entfernt.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
nimmt der spitze Winkel, den jede Erzeugende eines neutralen Kranzes 38 mit
der optischen Achse A-A bildet, schrittweise zu, wenn man sich von
der Achse A-A entfernt.
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Die
Reflexionsfläche 24 ist
auf ihrer Rückseite
mit einer Schicht reflektierenden Materials, zum Beispiel auf Aluminiumbasis,
derart beschichtet, dass die ins Innere des optischen Elements 12 übertragenen
Lichtstrahlen, die zu den Reflexionskränzen 36 gelangen,
zur Austrittsfläche 26 reflektiert
werden.
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Das
reflektierende Material kann nur auf die Reflexionskränze 36 aufgetragen
werden, da nur die Reflexionskränze 36 dazu
bestimmt sind, die an der Signalgebungsfunktion beteiligten Lichtstrahlen
zu reflektieren.
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Die
Austrittsfläche 26 des
optischen Elements 12 erstreckt sich allgemein in einer
quer verlaufenden Ebene axial gegenüber der Reflexionsfläche 24.
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Die
Austrittsfläche 26 umfasst
einen ringförmigen
Teil 40, dessen Erzeugende ein Geradensegment ist, welches
einen Neigungswinkel α in
Bezug auf die optische Achse A-A bildet, derart, dass allgemein
ein Kegelstumpf gebildet wird, dessen Scheitel sich vorne befindet.
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Gemäß einer
(nicht dargestellten) Ausführungsvariante
kann es sich bei der Erzeugenden des ringförmigen Teils 40 um
einen Kreisbogen handeln, derart, dass eine konvexe Kugelkalotte
gebildet wird.
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Die
Austrittsfläche 26 umfasst
einen mittleren Teil 42 in Form einer konvexen Kugelkalotte,
die auf die optische Achse A-A ausgerichtet ist.
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Vorteilhafterweise
ist die Mitte C des mittleren Teils 42 bezüglich der
Mitte S der Eintrittsfläche 22 axial
nach hinten versetzt.
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Der
mittlere Teil 42 bildet mit der Mitte S der Lichtquelle 14 einen
Raumwinkel β mit
bestimmtem Wert.
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Der
Wert des Raumwinkels β wird
in Abhängigkeit
vom Einfallswinkel der Lichtstrahlen bestimmt, die von der Lichtquelle 14 emittiert
werden und direkt zu der Austrittsfläche 26 gelangen, nachdem
sie die Eintrittsfläche 22 durchquert
haben.
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Der
Wert des Raumwinkels β muss
so sein, dass der mittlere Teil 42 sämtliche Lichtstrahlen erfasst,
deren Neigungswinkel in Bezug auf den Neigungswinkel der Erzeugenden
des ringförmigen
Teils 40 nicht ausreicht, um ihre Totalreflexion nach hinten zu
gestatten.
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Der
Wert des Raumwinkels β ist
zum Beispiel gleich etwa hundert Grad.
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Gemäß der hier
dargestellten Ausführungsform
ist der Außendurchmesser
des äußeren ringförmigen Teils 30 der
Reflexionsfläche 24 gleich
dem Außendurchmesser
des ringförmigen
Teils 40 der Austrittsfläche 26. Das optische
Element 12 umfasst also eine zylindrische Umfangsfläche 44,
welche die Reflexionsfläche 24 mit
der Austrittsfläche 26 verbindet.
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Es
ist festzuhalten, dass die Eintrittsfläche 22 axial zwischen
der Reflexionsfläche 24 und
der Austrittsfläche 26 eingefügt ist.
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Die
Lichtquelle 14 ist hier axial zwischen der Reflexionsfläche 24 und
der Austrittsfläche 26 angeordnet.
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Es
wird nun die Funktionsweise der Signalleuchte 10 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Da
das gesamte, aus der Diode 14 und dem optischen Element 12 gebildete
optische System allgemein um die optische Achse A-A herum angeordnet
ist, wird die optische Funktionsweise nur in der in 2 dargestellten
axialen Halbebene beschrieben.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung wurde in 2 nur ein Teil der von der Diode 14 emittierten
Lichtstrahlen dargestellt.
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Die
Mehrzahl der Lichtstrahlen R wird von der Lichtquelle 14 in
bezüglich
der Eintrittsfläche 22 radialen
Richtungen emittiert, da die Lichtquelle 14 im Wesentlichen
punktförmig
und im Punkt S lokalisiert ist. Demzufolge dringen diese Strahlen
R die Eintrittsfläche 22 durchquerend
in das optische Element 12 ein, ohne sich hierbei zu brechen.
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Der überwiegende
Anteil der von der Lichtquelle 14 erzeugten Lichtenergie
wird somit ins Innere des optischen Elements 12 übertragen.
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Von
den in das optische Element 12 eindringenden Lichtstrahlen
R gelangen die Strahlen R1, deren Übertragungsrichtung in dem
Raumwinkel β enthalten
ist, in den mittleren Teil 42 der Austrittsfläche 26.
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Diese
Lichtstrahlen R1 werden durch den mittleren Teil 42 gebrochen
und nach vorne in zur optischen Achse A-A im Wesentlichen parallelen
Richtungen emittiert.
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Es
ist festzustellen, dass der mittlere Teil 42 der Austrittsfläche 26 wie
eine Sammellinse wirkt, deren Brennpunkt die Mitte S der Lichtquelle 14 ist.
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Die
Strahlen R2, deren Übertragungsrichtung
nicht in dem Raumwinkel β enthalten
ist, gelangen zu dem ringförmigen
Teil 40 der Austrittsfläche 26.
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Aufgrund
der Auslegung der Austrittsfläche 26 und
insbesondere aufgrund des Neigungswinkels α der Erzeugenden des ringförmigen Teils 40 werden die
von der Lichtquelle 14 emittierten Lichtstrahlen R2, welche
direkt nach Durchqueren der Eintrittsfläche 22 zu dem ringförmigen Teil 40 gelangen,
an diesem ringförmigen
Teil 40 nach dem Prinzip der Totalreflexion zu den Reflexionskränzen 36 des äußeren ringförmigen Teils 30 der
Reflexionsfläche 24 reflektiert.
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Die
Strahlen R2 werden an den Reflexionskränzen 36 reflektiert
und zu dem ringförmigen
Teil 40 der Austrittsfläche 26 zurückgeleitet.
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Der
Neigungswinkel α der
Erzeugenden des ringförmigen
Teils 40 ist derart gewählt,
dass die Lichtstrahlen R2, nachdem sie an den Reflexionskränzen 36 reflektiert
wur den, den ringförmigen
Teil 40 durchqueren und nach vorne in einer zur optischen
Achse A-A im Wesentlichen parallelen Richtung gebrochen werden.
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Die
Kränze 38 des äußeren ringförmigen Teils 30 der
Reflexionsfläche 24 sind
optisch neutral, haben also keine optische Funktion, da die an dem ringförmigen Teil 40 der
Austrittsfläche 26 reflektierten
Lichtstrahlen R2 nicht zu ihnen gelangen können.
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Der
Durchmesser des Umfangsrands 34 des äußeren ringförmigen Teils 30 ist
allgemein durch den Auftreffpunkt des dem Raumwinkel β am nächsten gelegenen
Lichtstrahls R2p auf der Reflexionsfläche 24 festgelegt.
Je geringer der Abstand eines Lichtstrahls R2 zum Raumwinkel β ist, desto
geringer ist nämlich
der Abstand zwischen seinem Auftreffpunkt auf der Reflexionsfläche 24 und
der optischen Achse A-A.
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Der
innere ringförmige
Teil 28 der Reflexionsfläche 24 empfängt auf
diese Weise nicht die Lichtstrahlen R2, die an dem ringförmigen Teil 40 der Austrittsfläche 26 reflektiert
werden. Er ist also optisch neutral.
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Es
ist festzuhalten, dass dank der stufenweisen Anordnung der Reflexionskränze 36 der
Außendurchmesser
des optischen Elements 12 und damit die sichtbare Leuchtfläche, die
die Signalgebungsfunktion erfüllt,
vergrößert werden
kann, um zu verhindern, dass Personen, die veranlasst sind, in Richtung
der Signalleuchte 10 zu blicken, geblendet werden.
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Die
Abmessung in Querrichtung des mittleren Teils 42 der Austrittsfläche 26 ist
im Wesentlichen durch die axiale Tiefe des optischen Elements 12 bestimmt,
da dieser Wert vom Wert des Raumwinkels β abhängt, der feststehend ist.
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Vorzugsweise
wird eine geringe axiale Tiefe für
das optische Element 12 gewählt, so dass der Bereich des
mittleren Teils 42 der Austrittsfläche 26 deutlich kleiner
als der Bereich des ringförmigen
Teils 40 ist. Der ringförmige
Teil 40 nimmt beispielsweise achtzig Prozent der Austrittsfläche 26 ein.
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Die
Erfindung erlaubt zum Beispiel die Ausführung einer Signalleuchte 10 mit
einer axialen Tiefe von weniger als dreißig Millimetern bei einer Frontalöffnung,
das heißt
einem Raumbedarf in Querrichtung des Austritts der Leuchte 10,
von wenigstens achtzig Millimetern.
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Vorteilhafterweise
ist jeder Reflexionskranz 36 facettiert, weist also eine
Reihe von (nicht dargestellten) elementaren Reflexionsfacetten auf,
die zum Beispiel an ihrem Umfang aneinander grenzen. Jede Facette
ist dazu bestimmt, die Lichtstrahlen derart räumlich nach vorne zu verteilen,
dass die Signalleuchte 10 an der Vorderseite ein Lichtbündel bildet, welches
eine gewünschte,
vorschriftsmäßige Signalgebungsfunktion
ausführt.
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Ist
die Signalleuchte 10 zum Beispiel dafür vorgesehen, die Funktion
einer Nebelschlussleuchte auszuführen,
für die
das Lichtbündel
eine Rautenform haben muss, so weist jede Facette ein optimiertes
Profil auf, um an der Vorderseite der Signalleuchte 10,
auf einem Messschirm, ein allgemein rautenförmiges Bild zu erzeugen.
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Die
Raute ist nicht gleichmäßig. Sie
muss entlang einer vertikalen Achse eine Höhe aufweisen, die kleiner ist
als ihre Breite entlang einer horizontalen Achse. Das Profil jeder
Facette muss also optimiert sein, um auf dem Messschirm die Ausführung einer
Form zu ermöglichen,
die sich an die hier angestrebte Raute annähert.
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In 3 ist
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung dargestellt.
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In
der folgenden Beschreibung werden hauptsächlich die Struktur- und Funktionsunterschiede
der zweiten Ausführungsform
im Vergleich zur ersten beschrieben.
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Ein
wesentlicher Unterschied in Bezug auf die erste Ausführungsform
ist die Anordnung der Eintrittsfläche 22 und somit der
Lichtquelle 14, hier eine Leuchtdiode ähnlichen Typs wie die der ersten
Ausführungsform,
vor dem optischen Element 12.
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Die
Eintrittsfläche 22 und
die Lichtquelle 14 der zweiten Ausführungsform sind jeweils symmetrisch
in Bezug auf die Eintrittsfläche 22 und
die Lichtquelle 14 der ersten Ausführungsform angeordnet, wobei
sich diese Symmetrie auf eine quer verlaufende Ebene bezieht.
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Da
bei dieser zweiten Ausführungsform
die Lichtquelle 14 auf der Seite der Austrittsfläche 26 angeordnet
ist, ist festzuhalten, dass die Stromversorgung der Lichtquelle 14 hier
komplexer auszulegen ist, da sie von der Vorderseite der Leuchte 10 aus ausgeführt werden
muss. Es kann zum Beispiel notwendig sein, vor der Austrittsfläche 26 ein
Stromversorgungskabel vorbeizuführen.
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Die
Reflexionsfläche 24 weist
hier die Form einer auf die optische Achse A-A ausgerichteten Kugelkalotte
auf, deren Radius groß genug
ist, um die Reflexionsfläche 24 allgemein
quer auszurichten, und deren axiale Tiefe im Wesentlichen der axialen Tiefe
des optischen Elements 12 entspricht.
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Der äußere Umfangsrand
der Reflexionsfläche 24 ist
hier direkt mit dem äußeren Umfangsrand der
Austrittsfläche 26 verbunden.
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Der
Radius der Reflexionsfläche 24 und
der axiale Abstand zwischen der Reflexionsfläche 24 und der Lichtquelle 14 sind
derart gewählt,
dass die Mehrzahl der von der Lichtquelle 14 emittierten
Lichtstrahlen nach dem Prinzip der Totalreflexion an der Reflexionsfläche 24 reflektiert
wird.
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Konzeptionsbedingt
können
die Lichtstrahlen R3, die in einem von der Lichtquelle 14 ausgehenden
Raumwinkel β mit
bestimmtem Wert enthalten sind, in Bezug auf die Reflexionsfläche 24 keinen ausreichenden
Neigungswinkel aufweisen, um nach dem Prinzip der Totalreflexion
an der Reflexionsfläche 24 reflektiert
zu werden.
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Der
Raumwinkel β begrenzt
in der Reflexionsfläche 24 einen
mittleren Teil 45 und einen ringförmigen Teil 47.
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Die
Rückseite
des mittleren Abschnitts 45 ist vorteilhafterweise mit
einer Schicht reflektierenden Materials belegt und umfasst (nicht
dargestellte) Reflexionsfacetten, derart, dass die in dem Raumwinkel β enthaltenen
Strahlen R3 zur Austrittsfläche 26 reflektiert
werden.
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Die
Austrittsfläche 26 hat
die Form eines auf die optische Achse A-A ausgerichteten Kranzes
mit einem optisch neutralen, inneren ringförmigen Teil 46 und
einem äußeren ringförmigen Teil 48.
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Der
innere ringförmige
Teil 46 ist plan und erstreckt sich quer verlaufend nach
außen,
vom Umfangsrand 32 der Eintrittsfläche 22 bis zum inneren Umfangsrand 50 des äußeren ringförmigen Teils 48.
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Der äußere ringförmige Teil 48 der
Austrittsfläche 26 ist
hier in Form einer Fresnel-Linse
ausgeführt,
die eine Reihe von konzentrischen, ringförmigen Dioptern 52 umfasst.
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Die
Leuchte 10 gemäß der zweiten
Ausführungsform
weist folgende Funktionsweise auf.
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Man
sieht, dass gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung alle von der Diode 14 emittierten Lichtstrahlen
R nach Durchqueren der Eintrittsfläche 22 zunächst an
der Reflexionsfläche 24 reflektiert
werden, bevor sie die Austrittsfläche 26 durchqueren.
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Die
außerhalb
des Raumwinkels β emittierten
Lichtstrahlen R4 werden an dem ringförmigen Teil 47 der
Reflexionsfläche 24 nach
dem Prinzip der Totalreflexion reflektiert und gelangen anschließend zu dem äußeren ringförmigen Teil 48 der
Austrittsfläche 26.
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Beim
Durchqueren des äußeren ringförmigen Teils 48 werden
die Lichtstrahlen R4 von den Dioptern 52 gebrochen, so
dass sie nach vorne in einer zur optischen Achse A-A im Wesentlichen
parallelen Richtung emittiert werden, um die Signalgebungsfunktion
auszuführen.
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Die
zu dem mittleren Teil 45 der Reflexionsfläche 24 gelangenden
Lichtstrahlen R3 werden zu dem äußeren ringförmigen Teil 48 der
Austrittsfläche 26 reflektiert,
wo sie von den Dioptern 52 nach vorne gebrochen werden.
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Es
ist festzustellen, dass der innere ringförmige Teil 46 der
Austrittsfläche 26 optisch
neutral ist, da er keine Lichtstrahlen von der Diode 14 empfängt.
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Die
Erfindung ermöglicht
also die Ausführung
einer Signalleuchte 10 mit einer großen Austrittsfläche 26 und
einem geringen axialen Raumbedarf.
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Darüber hinaus
ermöglicht
die erfindungsgemäße Signalleuchte 10 eine
Ausnutzung des größten Teils
des von einer punktförmigen
Lichtquelle wie etwa einer Diode 14 emittierten Lichtstroms,
um eine vorschriftsmäßige Signalgebungsfunktion
auszuführen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Signalleuchte 10 ist
das optische Element 12 optisch "selbständig", das heißt, es führt die Signalgebungsfunktion
allein aus, ohne dass ein Reflektor und/oder eine Streuscheibe hinzugefügt werden
müssen.
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Das
erfindungsgemäße optische
Element 12 gewährleistet
sowohl das Erfassen der von der Lichtquelle 14 emittierten
Lichtstrahlen als auch die Verteilung der Lichtstrahlen nach vorne,
um die gewünschte
Signalgebungsfunktion zu erfüllen.
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Natürlich kann
die erfindungsgemäße Signalleuchte 10 in
einem Gehäuse
mit einer äußeren Schutzscheibe
angeordnet sein, zum Beispiel in einem Gehäuse, in dem sämtliche
Signalleuchten zusammengefasst sind, die den verschiedenen vorgeschriebenen
Funktionen zugeordnet sind.