DE60300076T2 - Signalleuchte mit einem optischen Element zur selbständigen Ausführung einer Signalfunktion - Google Patents

Signalleuchte mit einem optischen Element zur selbständigen Ausführung einer Signalfunktion Download PDF

Info

Publication number
DE60300076T2
DE60300076T2 DE60300076T DE60300076T DE60300076T2 DE 60300076 T2 DE60300076 T2 DE 60300076T2 DE 60300076 T DE60300076 T DE 60300076T DE 60300076 T DE60300076 T DE 60300076T DE 60300076 T2 DE60300076 T2 DE 60300076T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
light source
optical axis
exit surface
reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60300076T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60300076D1 (de
Inventor
Jean-Pierre Aynie
Norbert Brun
Benoist Fleury
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Vision SAS
Original Assignee
Valeo Vision SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Vision SAS filed Critical Valeo Vision SAS
Publication of DE60300076D1 publication Critical patent/DE60300076D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60300076T2 publication Critical patent/DE60300076T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235Light guides
    • F21S43/247Light guides with a single light source being coupled into the light guide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14Light emitting diodes [LED]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235Light guides
    • F21S43/236Light guides characterised by the shape of the light guide
    • F21S43/239Light guides characterised by the shape of the light guide plate-shaped
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235Light guides
    • F21S43/242Light guides characterised by the emission area
    • F21S43/245Light guides characterised by the emission area emitting light from one or more of its major surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

  • Die Erfindung schlägt eine Signalleuchte insbesondere für ein Kraftfahrzeug vor. Eine derartige Signalleuchte ist aus WO99/09349 bekannt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Aufgabe der Erfindung ist es auch, die Anzahl der zur Ausführung der Signalgebungsfunktion erforderlichen Teile sowie die Herstellungskosten zu reduzieren.
  • 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.
  • 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.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung hervor, die zum besseren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, wobei:
  • 1 eine perspektivische, aufgebrochene Explosionszeichnung von schräg hinten ist, die eine erste Ausführungsform einer nach den Lehren der Erfindung ausgeführten Signalleuchte zeigt;
  • 2 eine axiale Schnittansicht ist, welche die Signalleuchte aus 1 zeigt;
  • 3 eine mit 2 vergleichbare Ansicht ist, die eine zweite Ausführungsform einer nach den Lehren der Erfindung ausgeführten Signalleuchte zeigt.
  • In der folgenden Beschreibung werden Elemente, die im Wesentlichen identisch oder vergleichbar sind, mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • 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.
  • Die Diode 14 ist rückseitig auf einer Tragplatte 16 montiert dargestellt, die insbesondere ihren Anschluss an ein Stromversorgungsnetz und eine (nicht dargestellte) Steuereinheit ermöglicht.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Das Anschlussgehäuse 18 umfasst (nicht dargestellte) Befestigungs- und Stromanschlussmittel für die Montage der Diode 14 auf der Platte 16.
  • 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.
  • Die Mitte S entspricht allgemein dem Zentrum der Lichtquelle, das heißt dem Punkt der Lichtquelle, von dem der überwiegende Teil des Lichtstroms auszugehen scheint.
  • 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.
  • 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.
  • Das optische Element 12 ist vorteilhafterweise in einem Stück aus einem transparenten Kunststoff wie zum Beispiel Polymethylmethacrylat (PMMA) geformt.
  • Das optische Element 12 umfasst eine Eintrittsfläche 22, eine Reflexionsfläche 24 und eine Austrittsfläche 26.
  • Die Eintrittsfläche 22 hat hier eine halbkugelförmige, konkave Form, deren Mitte allgemein mit der Mitte S der Lichtquelle 14 zusammenfällt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Der äußere ringförmige Teil 30 ist von einer Reihe von koaxialen Reflexionskränzen 36 entlang der optischen Achse A-A gebildet.
  • Der äußere ringförmige Teil 30 ist allgemein nach demselben Prinzip wie eine Fresnel-Linse konzipiert.
  • Die Erzeugende jedes Reflexionskranzes 36 ist ein nach vorne und zur optischen Achse A-A geneigtes Geradensegment.
  • Die Reflexionskränze 36 sind radial nach außen abgestuft, wobei zwei aufeinander folgende Reflexionskränze 36 durch einen optisch neutralen Kranz 38 getrennt sind.
  • Die Erzeugende jedes neutralen Kranzes 38 ist hier ein nach vorne und nach außen geneigtes Geradensegment.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Austrittsfläche 26 des optischen Elements 12 erstreckt sich allgemein in einer quer verlaufenden Ebene axial gegenüber der Reflexionsfläche 24.
  • 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.
  • 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.
  • Die Austrittsfläche 26 umfasst einen mittleren Teil 42 in Form einer konvexen Kugelkalotte, die auf die optische Achse A-A ausgerichtet ist.
  • Vorteilhafterweise ist die Mitte C des mittleren Teils 42 bezüglich der Mitte S der Eintrittsfläche 22 axial nach hinten versetzt.
  • Der mittlere Teil 42 bildet mit der Mitte S der Lichtquelle 14 einen Raumwinkel β mit bestimmtem Wert.
  • 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.
  • 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.
  • Der Wert des Raumwinkels β ist zum Beispiel gleich etwa hundert Grad.
  • 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.
  • Es ist festzuhalten, dass die Eintrittsfläche 22 axial zwischen der Reflexionsfläche 24 und der Austrittsfläche 26 eingefügt ist.
  • Die Lichtquelle 14 ist hier axial zwischen der Reflexionsfläche 24 und der Austrittsfläche 26 angeordnet.
  • Es wird nun die Funktionsweise der Signalleuchte 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • 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.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wurde in 2 nur ein Teil der von der Diode 14 emittierten Lichtstrahlen dargestellt.
  • 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.
  • Der überwiegende Anteil der von der Lichtquelle 14 erzeugten Lichtenergie wird somit ins Innere des optischen Elements 12 übertragen.
  • 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.
  • Diese Lichtstrahlen R1 werden durch den mittleren Teil 42 gebrochen und nach vorne in zur optischen Achse A-A im Wesentlichen parallelen Richtungen emittiert.
  • Es ist festzustellen, dass der mittlere Teil 42 der Austrittsfläche 26 wie eine Sammellinse wirkt, deren Brennpunkt die Mitte S der Lichtquelle 14 ist.
  • Die Strahlen R2, deren Übertragungsrichtung nicht in dem Raumwinkel β enthalten ist, gelangen zu dem ringförmigen Teil 40 der Austrittsfläche 26.
  • 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.
  • Die Strahlen R2 werden an den Reflexionskränzen 36 reflektiert und zu dem ringförmigen Teil 40 der Austrittsfläche 26 zurückgeleitet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In 3 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
  • In der folgenden Beschreibung werden hauptsächlich die Struktur- und Funktionsunterschiede der zweiten Ausführungsform im Vergleich zur ersten beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Der äußere Umfangsrand der Reflexionsfläche 24 ist hier direkt mit dem äußeren Umfangsrand der Austrittsfläche 26 verbunden.
  • 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.
  • 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.
  • Der Raumwinkel β begrenzt in der Reflexionsfläche 24 einen mittleren Teil 45 und einen ringförmigen Teil 47.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Leuchte 10 gemäß der zweiten Ausführungsform weist folgende Funktionsweise auf.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Es ist festzustellen, dass der innere ringförmige Teil 46 der Austrittsfläche 26 optisch neutral ist, da er keine Lichtstrahlen von der Diode 14 empfängt.
  • Die Erfindung ermöglicht also die Ausführung einer Signalleuchte 10 mit einer großen Austrittsfläche 26 und einem geringen axialen Raumbedarf.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (12)

  1. Signalleuchte (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, des Typs mit einer optischen Mittelachse (A-A), die der Ausbreitungsrichtung des von der Leuchte (10) emittierten Lichtbündels folgend von hinten nach vorne ausgerichtet ist, einer auf dieser optischen Achse (A-A) angeordneten, allgemein punktförmigen Lichtquelle (14) und einem wenigstens zum Teil um die optische Achse (A-A) herum angeordneten massiven optischen Element (12), das aus einem transparenten Material mit einem Brechungsindex größer als der der Luft ausgeführt ist, von der Art, bei der das optische Element (12) eine Eintrittsfläche (22), eine allgemein quer verlaufende Austrittsfläche (26), die zum Übertragen der Lichtstrahlen (R) nach vorne in einer allgemein zur optischen Achse (A-A) parallelen Richtung konzipiert ist, um eine bestimmte Signalgebungsfunktion auszuführen, und eine allgemein quer verlaufende Reflexionsfläche (24) umfasst, die der Austrittsfläche (26) axial gegenüber angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche (22) axial zwischen der Reflexionsfläche (24) und der Austrittsfläche (26) derart angeordnet ist, dass die durch die Eintrittsfläche (22) in das optische Element (12) eindringenden Lichtstrahlen (R) durch die Reflexionsfläche (24) zur Austrittsfläche (26) reflektiert werden.
  2. Signalleuchte (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (14) wenigstens zum Teil zwischen der Reflexionsfläche (24) und der Austrittsfläche (26) angeordnet ist.
  3. Signalleuchte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (14) eine Leuchtdiode mit einer Lichtstreuungsglocke (20) ist.
  4. Signalleuchte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche (22) allgemein die Form einer konkaven Kugelkalotte hat, deren Mitte (S) allgemein mit dem Zentrum der Lichtquelle (14) derart zusammenfällt, dass die von der Lichtquelle (14) emittierten Lichtstrahlen (R) in das optische Element (12) eindringen, und zwar im Allgemeinen ohne sich hierbei zu brechen.
  5. Signalleuchte (10) nach dem vorhergehenden Anspruch in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstreuungsglocke (20) die Form einer konvexen Kugelkalotte hat, deren Mitte allgemein mit der Mitte (S) der Eintrittsfläche (22) zusammenfällt.
  6. Signalleuchte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche (24) mit einer Schicht aus reflektierendem Material beschichtet ist, zum Beispiel einer Aluminiumschicht.
  7. Signalleuchte (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche (24) Reflexionskränze (36) aufweist, die zur optischen Achse (A-A) und nach vorne geneigt sind.
  8. Signalleuchte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche (26) durch eine Diopterreihe (52) gebildet ist, die die von der Reflexionsfläche (24) kommende Lichtstrahlen (R) derart ablenkt, dass die Lichtstrahlen (R) nach vorne in einer zur optischen Achse (A-A) allgemein parallelen Richtung emittiert werden.
  9. Signalleuchte (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche (22) nach hinten gewandt ist, und dass die Austrittsfläche (26) wenigstens einen ringförmigen Teil (40) aufweist, dessen Erzeugende bezüglich der optischen Achse (A-A) einen Neigungswinkel (α) bildet, so dass die von der Lichtquelle (14) emittierten Lichtstrahlen (R) nach dem Prinzip der Totalreflexion an diesem ringförmigen Teil (40) zur Reflexionsfläche (24) reflektiert werden.
  10. Signalleuchte (10) nach dem vorhergehenden Anspruch in Verbindung mit Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche (26) einen mittleren Teil (42) allgemein in Form einer konvexen Kugelkalotte aufweist, dessen Mitte (C) in Bezug auf die Mitte (S) der Eintrittsfläche (22) axial nach hinten derart versetzt ist, dass die von der Lichtquelle (14) emittierten Lichtstrahlen (R1), die zu dem mittleren Teil (42) gelangen, nach vorne in eine zur optischen Achse (A-A) im Wesentlichen parallelen Richtung gebrochen werden.
  11. Signalleuchte (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teil (42) mit der Lichtquelle (14) einen Raumwinkel (β) mit bestimmtem Wert bildet, der allgemein die Lichtstrahlen (R1) beinhaltet, deren Neigungswinkel in Bezug auf den Neigungswinkel der Erzeugenden des ringförmigen Teils (40) nicht ausreicht, um deren Totalreflexion auf die Austrittsfläche (26) zu gestatten.
  12. Signalleuchte (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsfläche (22) nach vorne gewandt ist, und dass die Reflexionsfläche (24) wenigstens einen ringförmigen Teil (47) aufweist, dessen Erzeugende bezüglich der optischen Achse (A-A) einen Neigungswinkel bildet, derart, dass die von der Lichtquelle (14) emittierten Lichtstrahlen (R) nach dem Prinzip der Totalreflexion an diesem ringförmigen Teil (47) zur Austrittsfläche (26) reflektiert werden.
DE60300076T 2002-05-31 2003-04-30 Signalleuchte mit einem optischen Element zur selbständigen Ausführung einer Signalfunktion Expired - Lifetime DE60300076T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0206756A FR2840388B1 (fr) 2002-05-31 2002-05-31 Feu de signalisation comportant une piece optique realisant une fonction de signalisation de maniere autonome
FR0206756 2002-05-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60300076D1 DE60300076D1 (de) 2004-11-11
DE60300076T2 true DE60300076T2 (de) 2005-11-10

Family

ID=29415182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60300076T Expired - Lifetime DE60300076T2 (de) 2002-05-31 2003-04-30 Signalleuchte mit einem optischen Element zur selbständigen Ausführung einer Signalfunktion

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20040207993A1 (de)
EP (1) EP1367318B1 (de)
JP (1) JP2004134357A (de)
AT (1) ATE278908T1 (de)
DE (1) DE60300076T2 (de)
ES (1) ES2229194T3 (de)
FR (1) FR2840388B1 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE329204T1 (de) * 2004-04-21 2006-06-15 Fiat Ricerche Dünne, plattenförmige kraftfahrzeugleuchte
JP4677256B2 (ja) * 2005-03-17 2011-04-27 キヤノン株式会社 発光装置
JP4585390B2 (ja) * 2005-06-23 2010-11-24 アルプス電気株式会社 環状導光体
JP4733009B2 (ja) * 2006-01-30 2011-07-27 豊田合成株式会社 車両用灯具
KR101363938B1 (ko) * 2012-07-13 2014-02-19 케이에스씨비 주식회사 자동차 후미등
ITMI20121399A1 (it) * 2012-08-07 2014-02-08 Artemide Spa Lampada di illuminazione a led
DE102013207716A1 (de) * 2013-04-26 2014-10-30 Zumtobel Lighting Gmbh LED-Leuchte mit einer Lichtleiter-Anordnung
FR3032517B1 (fr) * 2015-02-05 2018-06-29 Valeo Vision Dispositif lumineux de vehicule
JP6629601B2 (ja) * 2016-01-21 2020-01-15 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6289914A (ja) * 1985-05-31 1987-04-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 光素子一体型光導波路およびその製法
DE3904657A1 (de) * 1989-02-16 1990-08-23 Vdo Schindling Zeigerinstrument
US5046805A (en) * 1990-07-16 1991-09-10 Simon Jerome H Tapered optical waveguides for uniform energy (light) distribution including energy bridging
JPH0651129A (ja) * 1992-07-27 1994-02-25 Inoue Denki Kk 照明装置
US5613751A (en) * 1995-06-27 1997-03-25 Lumitex, Inc. Light emitting panel assemblies
DE19547861A1 (de) * 1995-12-21 1997-06-26 Reitter & Schefenacker Gmbh Rückleuchte für Fahrzeuge, vorzugsweise Kraftfahrzeuge
US6473554B1 (en) * 1996-12-12 2002-10-29 Teledyne Lighting And Display Products, Inc. Lighting apparatus having low profile
JPH10260404A (ja) * 1997-03-18 1998-09-29 Seiko Epson Corp 照明装置、液晶表示装置及び電子機器
PT1005619E (pt) * 1997-08-12 2002-05-31 Breault Res Organization Inc Elemento de lente birreflectora
US6305813B1 (en) * 1999-08-11 2001-10-23 North American Lighting, Inc. Display device using a light guide for exterior automotive lighting

Also Published As

Publication number Publication date
US20040207993A1 (en) 2004-10-21
JP2004134357A (ja) 2004-04-30
EP1367318A1 (de) 2003-12-03
DE60300076D1 (de) 2004-11-11
ATE278908T1 (de) 2004-10-15
EP1367318B1 (de) 2004-10-06
FR2840388A1 (fr) 2003-12-05
FR2840388B1 (fr) 2004-07-30
ES2229194T3 (es) 2005-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10249113B4 (de) Fahrzeugleuchte, insbesondere Heckleuchte, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge
EP0762515B1 (de) Optikkörper für mindestens eine LED
DE60034161T2 (de) Multifunktions-Heckleuchte für Fahrzeuge mit einheitlicher Optik
EP2607774B1 (de) Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit einer langen und flachen leuchtenden Fläche
DE10144637B4 (de) Fahrzeugleuchte
DE10234110B4 (de) Leuchte für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge
DE19853402B4 (de) Scheinwerfer mit hyperbolischem Reflektor und Scheinwerfereinsatz mit einem solchen Scheinwerfer
DE10219246A1 (de) Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE102008036845B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung
EP2650597A2 (de) Leuchte
DE60300076T2 (de) Signalleuchte mit einem optischen Element zur selbständigen Ausführung einer Signalfunktion
DE202021103908U1 (de) Leuchte für ein Fahrzeug
DE602004012797T2 (de) Beleuchtungs- oder Signalisierungssystem für Fahrzeuge
DE6920060U (de) Leuchte, insbesondere rueck-oder sicherungsleuchte
DE19737550A1 (de) Signalleuchte mit verbesserter Lampenabdeckung für Kraftfahrzeuge
EP1291240A2 (de) Fahrzeugscheinwerfer
DE69833421T2 (de) Lichtabgabeoptik für Fahrzeugsignalleuchten
DE602004010962T2 (de) Signalleuchte für Fahrzeuge
DE4420889B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
EP3408587B1 (de) Optisches system zum beeinflussen der lichtabgabe einer lichtquelle
EP2253880B1 (de) Leuchte für Fahrzeuge
DE102010027028B4 (de) Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit einem homogen Licht verteilenden Reflektor
EP3149530B1 (de) Optikkörper mit einer linsenoptik und den optikkörper aufweisendes lichtmodul
DE102004020154B4 (de) Leuchte für Fahrzeuge
EP2812629B1 (de) Reflektorstrahler

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition