Die Erfindung betrifft einen Optikkörper gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie Optikanordnungen,
die eine Vielzahl solcher Optikkörper umfassen und für Leuchten, insbesondere
Kraftfahrzeugleuchten, geeignet sind.
Aus der Druckschrift EP 1 005 619 B1 ist ein solcher Optikkörper bekannt, in den jedoch das
Licht einer Leuchtdiode eingekoppelt wird, die ihre Strahlung in einen kegelförmigen Raumwinkelbereich
mit einem Scheitelwinkel abgibt, der erheblich kleiner als 180° ist. Der ebenen,
zum Zentralstrahl des Lichtbündels senkrecht verlaufenden und nur eine geringe Brechung
bewirkenden Eintrittsfläche für diesen relativ engen Lichtkegel liegt ein zur Eintrittsfläche paralleler,
kreisförmiger, ebener Austrittsbereich mit sehr kleinem Durchmesser gegenüber,
durch den nur die den Zentralstrahl des Lichtbündels unmittelbar umgebenden Lichtanteile
den Optikkörper wieder verlassen und sich dabei im wesentlichen geradlinig beziehungsweise
mit geringer Divergenz ausbreiten. Die Lichtanteile, die dieses zentrale Bündel umgeben,
fallen auf innere, das heißt das Zentrum des Optikkörpers umgebende Grenzflächen, an
denen sie durch Totalreflexion im wesentlichen senkrecht zur Richtung des Zentralstrahls so
umgelenkt werden, dass sie sich im Optikkörper radial nach außen ausbreiten. Im weiteren
Verlauf treffen sie auf äußere Grenzflächen, die so strukturiert und gerichtet sind, dass
ebenfalls durch Totalreflexion eine erneute Umlenkung der Lichtstrahlen um 90° erfolgt, so
dass sie sich im Optikkörper zunächst wieder parallel zum Zentralstrahl ausbreiten, um dann
ohne Brechung durch eine ebene, der Lichteintrittsseite gegenüberliegende Grenzfläche
auszutreten.
Insgesamt dient dieser bekannte Optikkörper also als Kollimator, der das zunächst sehr enge
und nicht sehr stark divergierende Lichtbündel der Lichtquelle parallelisiert und senkrecht zur
Richtung des Zentralstrahls aufweitet. Dabei wird aber keine sehr gleichmäßige Intensitätsverteilung
erzielt, da das zentrale aus dem Optikkörper austretende Lichtbündel zwar sehr
hell ist aber nur einen sehr kleinem Durchmesser besitzt, so dass in Draufsicht ein heller
Zentralpunkt entsteht, der von einer dunklen Ringfläche umgeben ist, die durch die Totalreflexion
an den inneren Grenzflächen des Optikkörpers entsteht.
Zwar ist der bekannte Optikkörper insofern sehr flach, als er in Richtung des Zentralstrahls
eine vergleichsweise geringe Ausdehnung aufweist, doch besitzt ihr insbesondere dann,
wenn er so geformt werden soll, dass er das Lichtbündel erheblich aufweitet, eine stark variierende
Materialstärke, was bei einer Herstellung im Spritzgußverfahren ungünstig ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Optikkörper der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, dass mit seiner Hilfe eine möglichst gleichförmige Intensitätsverteilung
in dem aufgeweiteten Lichtbündel erzielt werden kann und sich seine Herstellung
möglichst einfach und kostengünstig gestaltet.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 zusammengefaßten
Merkmale vor.
Im Gegensatz zum oben erläuterten Stand der Technik ist der Optikkörper gemäß der Erfindung
in der Lage, mit einer Lichtquelle, insbesondere einer Leuchtdiode, zusammenzuwirken,
die ihr Licht mit einer Lambert'schen Verteilung in einen nahezu halbkugelförmigen
Raumbereich abstrahlt, d. h. also einen Lichtkegel emittiert, dessen Scheitelwinkel nahezu
180° beträgt. Die radiale Verteilung dieses Lichts erfolgt unter anderem auch dadurch, dass
die durch die Umfangswand der Vertiefung in den Optikkörper eintretenden Randbereiche
dieses sehr weiten Lichtkegels durch Brechung zunächst noch mehr aufgeweitet werden, um
dann auf außen liegende Wandbereiche des Basisteils des Optikkörpers zu treffen, an denen
sie so reflektiert werden, dass sie sich im Inneren des Optikkörpers parallel oder mit einer
geringen Divergenz zum Zentralstrahl weiter ausbreiten. Dadurch können die Innenwandabschnitte
des erfindungsgemäßen Optikkörpers in zwei Arten von Teilabschnitten unterteilt
werden, die im allgemeinen alternierend angeordnet sind und von denen die ersten ähnlich
wie beim Stand der Technik so geformt und ausgerichtet sind, dass sie das auf sie auftreffende,
zum Zentralstrahl in etwa parallele Licht radial nach außen reflektieren, zwischen denen
sich aber anders als bei dem bekannten Optikkörper zweite Teilabschnitte befinden, die
das auf sie auftreffende, ebenfalls zum Zentralstrahl in etwa parallele Licht aus dem Optikkörper
ohne oder mit einer genau steuerbaren Richtungsänderung auskoppeln. Diese Richtungsänderung
kann dadurch erzielt werden, dass in diesen zweiten Teilabschnitten Linsenstrukturen
vorgesehen sind, die das durch sie hindurchtretende Licht so ablenken, dass die
durch die benachbarten, reflektierenden Teilabschnitte erzeugten dunkleren Zonen aufgehellt
werden und eine sehr gleichförmige Intensitätsverteilung entsteht.
Es ist klar, dass der innerste auskoppelnde Teilabschnitt, der der Stirnfläche der in den Basisteil
eingearbeiteten Vertiefung direkt gegenüber liegt, von den hellsten Lichtanteilen durchleuchtet
wird. Um dies zu kompensieren, wird die Größe dieses Teilabschnitts bevorzugt
kleiner gewählt als die der weiter außen liegenden, etwas lichtschwächeren auskoppelnden
Teilabschnitte.
Ein besonderer Vorteil der alternierenden Anordnung von reflektierenden und auskoppelnden
Teilabschnitten besteht darin, dass sie dem erfindungsgemäßen Optikkörper eine stufenförmige
Struktur verleiht, die zu geringeren Unterschieden der Materialstärke führt, als
dies beim Stand der Technik der Fall ist.
Durch eine Vergrößerung der Anzahl der im Inneren des Optikkörpers erfolgenden Reflexionen
zwischen Innen- und Außenwandbereichen, läßt sich ein noch größerer Bereich mit einer
einzigen Lichtquelle ausleuchten. Zwischen den für diese größere Anzahl von Reflexionen
erforderlichen reflektierenden Teilabschnitten der Innenwandbereiche liegen dann immer
wieder auskoppelnde Teilabschnitte, die somit über den ganzen Aufweitungsbereich verteilt
angeordnet sind.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Optikkörper
auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten jeweils durch eine ebene Fläche begrenzt,
wobei diese Flächen zu einer sich durch den Zentralstrahl des den Optikkörper durchsetzenden
Lichtbündels erstreckenden Zentralebene spiegelsymmetrisch, vorzugsweise parallel zu
einander angeordnet sind. Somit ist der Optikkörper bezüglich des Zentralstrahls nicht mehr
rotationssymmetrisch und verteilt das in ihn eingekoppelte Licht in einer zur erwähnten Zentralebene
parallelen Vorzugsrichtung über eine wesentlich größere Länge als in der hierzu
senkrechten Richtung.
Solche Optikkörper lassen sich auf sehr einfache Weise so aneinander anfügen und insbesondere
einstückig herstellen, dass ihre Vorzugsrichtungen miteinander fluchten und die so
gebildete Optikanordnung in der Lage ist, eine schmale, aber sehr langgestreckte Lichtdurchtrittsfläche
mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von Leuchtdioden mit sehr hoher
Gleichmäßigkeit auszuleuchten, wie dies beispielsweise bei hochgesetzten Bremsleuchten
für Kraftfahrzeuge erforderlich ist. Diese Gleichmäßigkeit läßt sich erfindungsgemäß noch
dadurch verbessern, dass man der Reihe von Optikkörpern eine weitere Verteiloptik
nachordnet, die beispielsweise von einer Lichtscheibe gebildet wird, die auf ihrer den Optikkörpern
zugewandten und/oder von den Optikkörpern abgewandten Seite als optisch aktives
Bauelement ausgebildet ist.
Besonders bevorzugt ist der Fall, in welchem diese Scheibe auf ihrer den Optikkörpern zugewandten
Seite eine Vielzahl von Zylinderlinsen aufweist, deren zueinander parallele Achsen
quer zur Längsrichtung der Scheibe bzw. zur oben erwähnten Vorzugsrichtung der Optikkörper-Reihe
verlaufen, und auf ihrer Außenseite eine einzige, durchgehende Zylinderlinse
bildet, deren Achse senkrecht zu den Zylinderlinsen auf der Innenseite steht. Dadurch besitzt
die Scheibe eine völlig glatte Außenseite, so dass sie auch in den Fällen als Lichtdurchtrittsscheibe
einer Fahrzeugleuchte dienen kann, in denen diese für einen Außeneinbau vorgesehen
ist, die Lichtdurchtrittsscheibe also nicht durch weitere Transparentescheiben abgedeckt
und gegen Verschmutzung geschützt wird.
Für Inneneinbau-Anwendungsfälle kann die Scheibe auch mit Kissen-Optiken versehen sein,
die ihrer Außenseite eine Struktur mit Erhebungen und Vertiefungen verleihen.
Vorzugsweise kann die weitere Verteiloptik aus dem gleichen spritzgußfähigen Material wie
die Optikkörper bestehen, so dass alle diese Elemente einstückig miteinander verbunden als
ein einziges Bauteil hergestellt werden können. Zur Stabilisierung eines solchen Gießteils ist
die von den miteinander verbundenen Optikkörpern gebildete vorverteilende Optik vorzugsweise
über durchgehende Stege mit der vorgesetzten Scheibe verbunden oder aber es sind
am Außenrand Verbindungsstege vorhanden, die vorzugsweise nicht im sichtbaren Bereich
der Optik liegen.
Die vorgesetzte Scheibe kann quer zur Längsrichtung eine größere Abmessung besitzen als
die vorverteilende Optik. In diesem Fall wird das Licht der auskoppelnden Teilabschnitte der
vorverteilenden Optik mit Hilfe von auf diesen auskoppelnden Teilabschnitten vorgesehenen
Linsen so aufgeweitet, dass die vorgesetzte Scheibe auch quer zur Längsrichtung gleichmäßig
und vollständig ausgeleuchtet wird. Die auf der Scheibe angeordneten, optisch aktiven
Strukturen können, falls nötig, zur Korrektur einer unterschiedlichen Aufweitung verwendet
werden.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Optikkörpers bzw.
von Optikanordnungen, die von mehreren solchen Optikkörpern gebildet werden, sind in den
Unteransprüchen niedergelegt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf
die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
- Fig. 1
- eine Schnitt durch einen Optikkörper gemäß der Erfindung,
- Fig. 2a
- eine Optikanordnung mit einer Vielzahl von in einer Reihe miteinander verbundenen
Optikkörpern aus Figur 1 mit einer weiteren nachgeordneten Verteiloptik,
- Fig. 2b
- eine Ansicht von unten der Optikanordnung aus Fig. 2a und
- Fig. 3
- eine der Fig. 2a ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Optikanordnung.
In Figur 1 ist eine als Leuchtdiode ausgebildete Lichtquelle1 dargestellt, die, wie durch den in
Figur 1 rechten Lichtstrahl 2 angedeutet ist, ihr Licht mit einer in etwa Lambert'schen Verteilung
in einen kegelförmigen Raumbereich abstrahlt, dessen Scheitelwinkel nahezu 180° beträgt.
Für die folgenden Erläuterungen wird ein Koordinatensystem X, Y und Z verwendet, wobei
die Z-Richtung durch die Zentralachse ZS des von der Lichtquelle 1 abgegebenen Lichtbündels
definiert sein soll. Die Zeichnungsebenen der Figuren 1, 2a und 3 werden jeweils
durch die Richtung Z und eine hierzu senkrechte Richtung X aufgespannt. Die senkrecht zu
diesen X-Z-Ebenen verlaufende Y-Richtung entspricht somit der Blickrichtung des Betrachters.
Um einen möglichst großen Teil des von der Lichtquelle 1 abgegebenen Lichtes für eine
möglichst gleichförmige Ausleuchtung eines Flächenbereiches einzusetzen, der in Richtung
der Zentralachse ZS von hinten her in etwa senkrecht durchleuchtet wird, d.h. also in einer
zur X-Y-Ebene parallelen Ebene liegt, ist der Lichtquelle 1 ein Optikkörper 3 nachgeordnet,
der in der durch die Zentralachse ZS der Lichtquelle 1 verlaufenden Schnittebene der Figur 1
in etwa V-förmig ausgebildet ist.
Seine beiden V-Schenkel 5, 6 sind zur Zentralachse ZS symmetrisch angeordnet und konvergieren
zu einem Basisteil 8 hin, mit dem sie einstückig verbunden sind, und der sich in
unmittelbarer Nähe der Lichtquelle 1 befindet.
Tatsächlich ist in der der Lichtquelle 1 zugewandten Seite des Basisteils 8 eine eingesenkte
Vertiefung 10 vorgesehen, die eine zylindrische Umfangswand 11 aufweist und deren in Figur
1 oben liegende Stimwand so gewölbt ist, dass sie eine Sammellinse 12 bildet.
Die Lichtquelle 1 ragt mit ihrem Gehäuse so weit in die Vertiefung 10 hinein, dass ihr Licht
emittierender Bereich L in etwa mit dem Brennpunkt der Sammellinse 12 zusammenfällt, die
dadurch als Kollimatorlinse für die auf sie auftreffenden Teile des von der Lichtquelle 1 abgegebenen
Lichtes dient, so dass die betreffenden Lichtstrahlen im Inneren des Optikkörpers
3 zunächst in etwa parallel zur Zentralachse ZS verlaufen, wie dies durch den Lichtstrahl 15
dargestellt ist.
Außerdem ragt die Lichtquelle 1 so weit in die Vertiefung 10 hinein, dass praktisch das gesamte
von ihr abgegebene Licht in den Optikkörper 3 eingekoppelt wird, wobei insbesondere
die Außenbereiche des einen Scheitelwinkel von nahezu 180° besitzenden Lichtkegels durch
die Umfangswand 11 der Vertiefung 10 hindurchtreten und dabei etwas zur X-Achse hin
gebrochen werden, wie dies für die Lichtstrahlen 2 und 16 dargestellt ist.
Der durch diese beiden Lichtstrahlen 2, 16 angedeutete Randbereich des von der Lichtquelle
1 abgegebenen Lichtbündels trifft dann von innen her auf einen Außenwandbereich 18 des
Basisteils 8, wobei dieser Außenwandbereich 18 so geformt und im Raum orientiert ist, dass
er die auf ihn auftreffenden Lichtstahlen in etwa parallel zur Zentralachse ZS reflektiert. Die
Form des Außenwandbereiches 18 weicht von einer Parabel, deren Brennpunkt mit dem
Licht emittierenden Bereich L der Leuchtdiode 1 zusammenfällt, deswegen ab, weil beim
Eintreten des Lichts durch die Umfangswand 11 der Vertiefung 10 eine Brechung zur X-Y-Ebene
hin stattfindet.
Wie durch den Lichtstrahl 16 angedeutet, wird ein Teil des am Außenwandbereich 18 reflektierten
Lichts im Inneren des Optikkörpers 3 so weitergeleitet, dass er dann, wenn er nach
mehreren im Inneren des Optikkörpers 3 erfolgenden Reflexionen aus diesem austritt, einen
wesentlich größeren Abstand von der Zentralachse ZS besitzt, als nach der ersten Reflexion
am Außenwandbereich 18. Dies wird im folgenden noch genauer erläutert.
Auf seiner der Sammellinse 12 gegenüberliegenden Seite weist der Basisteil 8 einen zentralen
Austrittsbereich 20 auf, der sich im wesentlichen senkrecht zur Zentralachse ZS erstreckt.
Er kann entweder völlig eben sein, so dass das durch ihn hindurchtretende Licht zur
Zentralachse ZS kollimiert bleibt. Alternativ ist er als Linse ausgebildet, die dem durch den
Austrittsbereich 20 hindurchtretenden Lichtbündel eine gewünschte Divergenz verleiht. Dabei
ist nicht nur die in Figur 1 dargestellte Ausbildung als Zerstreuungslinse, sondern auch
eine Ausbildung als Sammellinse möglich, wobei in letzterem Fall der Lichtstrahl 15 an einem
durch die Brennweite dieser Sammellinse gegebenen Punkt die Zentralachse ZS überkreuzen
würde, ohne dass dabei eine andere Divergenz des durch den Austrittsbereich 20
hindurchtretenden Lichtbündels entstehen muss.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung werden die sich an den Austrittsbereich 20 anschließenden
Wandbereiche der V-Schenkel 5, 6 als "Innenwandbereiche" bezeichnet, weil
sie näher bei der Zentralachse ZS liegen, während die sich an den Außenwandbereich 18
des Basisteils 8 anschließenden Wandbereiche der V-Schenkel 5, 6 als "Außenwandbereiche"
bezeichnet werden.
Wie man der Figur 1 entnimmt, sind die Innenwandbereiche der V-Schenkel 5, 6 in erste und
zweite Teilabschnitte 22 bzw. 24 unterteilt, wobei die ersten Teilabschnitte 22 so geformt und
gegen die Z-Richtung geneigt sind, dass sie das auf sie auftreffende, sich im Optikkörper 3
im wesentlichen parallel zur Zentralachse ZS ausbreitende Licht in etwa senkrecht zur ZS-Richtung
zu den Außenwandbereichen der V-Schenkel 5, 6 hin reflektieren, wie dies für den
Lichtstrahl 16 dargestellt ist.
Demgegenüber erstrecken sich die zweiten Teilabschnitte 24 im wesentlichen in Ebenen, die
zur X-Y-Ebene parallel sind, d.h. also senkrecht zur Zentralachse ZS verlaufen.
Diese zweiten Teilabschnitte 24 können entweder völlig eben ausgebildet sein, so dass sich
im Inneren des Optikkörpers 3 im wesentlichen parallel zur Z-Achse ausbreitende Licht durch
sie ohne Richtungsänderung hindurchtritt, d.h. also seine Parallelität zur Zentralachse ZS
beibehält.
Alternativ können diese zweiten Teilabschnitte 24 auch als lichtbrechende Linsen, beispielsweise
als sammelnde oder zerstreuende Zylinderlinsen oder als Kissenoptiken ausgebildet
sein, um eine weitere Feinverteilung des aus dem Optikkörper 3 austretenden Lichtes
zu erzielen. Letzteres ist in Figur 1 dargestellt, die wiedergibt, dass der Lichtstrahl 2 bei seinem
Austreten durch den zugehörigen zweiten Teilabschnitt 24 eine deutliche Richtungsänderung
erfährt. Zwar ist auch der Teilabschnitt 24, durch den der Lichtstrahl 16 austritt, als
Linse ausgebildet, doch ist hier keine Richtungsänderung dargestellt, weil davon ausgegangen
wird, dass der Lichtstrahl 16 durch diese Linse als Zentralstrahl hindurchtritt.
Wie man der Figur 1 weiterhin entnimmt, weisen die Außenwandbereiche der V-Schenkel 5,
6 Teilabschnitte 26 auf, die so geformt und gegen die Z-Richtung geneigt sind, dass sie das
von den ersten Teilabschnitten 22 der Innenwandbereiche kommende, sich im wesentlichen
senkrecht zur Z-Richtung ausbreitende Licht so reflektieren, dass es sich danach im Inneren
des Optikkörpers 3 im wesentlichen parallel zur Zentralachse ZS weiter ausbreitet.
Durch diese mehrfache Reflexion zwischen Teilabschnitten 22 der Innenwandbereiche und
Teilabschnitten 26 der Außenwandbereiche der V-Schenkel 5, 6 läßt sich ein gegenüber
dem nach der Reflexion an den Außenwandbereichen 18 des Basisteils 8 des Optikkörpers 3
kollimierten, d.h. zur Z-Achse parallelen Lichtbündel, erheblich erweitertes, aber nach wie vor
zumindest näherungsweise kollimiert aus dem Optikkörper 3 austretendes Lichtbündel herstellen.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Innen- und Außenwandbereiche der V-Schenkel
5, 6 mehr als die dargestellten reflektierenden Teilabschnitte 22, 26 aufweisen können,
so dass z.B. der Lichtstrahl 16 nach seiner Reflexion am Außenwandabschnitt 18 des
Basisteils 8 nicht nur zweimal, sondern viermal oder häufiger reflektiert wird, wodurch eine
noch stärkere Spreizung des vom Optikkörper 3 abgegebenen Lichtbündels möglich wird.
Die unmittelbar an den Austrittsbereich 20 anschließenden Teilabschnitte 22 der Innenwandbereiche
der V-Schenkel 5, 6 sind in Figur 1 mit der gleichen Neigung wie die zur Reflexion
des Lichtstrahles 16 dienenden Teilabschnitte 22 dargestellt, und können ebenfalls
reflektierend wirken. Dies bedeutet, dass durch sie nahezu kein Licht in Richtung der Zentralachses
ZS austritt. Der dadurch potentiell entstehende, den Austrittsbereich 20 umgebende,
dunkle Ringbereich wird durch die in Figur 1 gezeigte Divergenz des durch den zentralen
Austrittsbereich 20 austretenden Lichtbündels (siehe Lichtstrahl 15) aufgehellt.
Gleiches gilt auch für die weiter außen liegenden reflektierenden Teilabschnitte 22, die
ebenfalls dadurch aufgehellt werden können, dass das durch die benachbarten, im wesentlichen
senkrecht zur Z-Richtung verlaufenden Teilabschnitte 24 hindurchtretende Licht durch
dort vorgesehene Linsen so gebrochen (gesammelt oder zerstreut) wird, dass es zumindest
in einem gewissen Abstand von dem jeweiligen Teilabschnitt divergent ist, wie dies durch
den Lichtstrahl 2 angedeutet ist.
Bei der bisherigen Beschreibung war impliziert worden, dass an den reflektierenden Teilabschnitten
18, 22 und 26 Totalreflexion auftritt. Dies ist der bevorzugte Fall. Um bei der Formgebung
des Optikkörpers 3 und/oder bei der Wahl des Brechungsindexes seines Materials
eine größere Gestaltungsmöglichkeit zu erhalten, ist es aber auch möglich, diese Flächen
von außen her mit einer Spiegelschicht zu bedampfen, um die gewünschten Reflexionen zu
erzielen. Auch kann die Reflexion an den betreffenden Teilabschnitten unter anderen als den
beschriebenen Winkeln erfolgen. Insbesondere kann der Winkel der an den Teilabschnitten
22 und 26 Richtungsänderung des reflektierten Lichts von 90° verschieden sein. Allerdings
verlaufen die Teilabschnitte, zwischen denen das Licht reflektiert wird, vorzugsweise zu einander
parallel.
Prinzipiell kann der Optikkörper 3 um die Zentralachse ZS rotationssymmetrisch ausgebildet
sein, so dass er in sämtlichen durch diese Zentralachse ZS verlaufenden Schnittebenen die
gleiche Form besitzt, wie sie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist.
Wenn jedoch das vom Optikkörper 3 abgegebene Licht hauptsächlich in einer Vorzugsrichtung,
beispielsweise der X-Richtung aufgeweitet werden soll, kann ein Optikkörper 3, der in
der zentralen Z-X-Ebene den in Figur 1 gezeigten Querschnitt besitzt, durch ebene Flächen
begrenzt sein, die in zwei zur Zeichenebene der Figur 1 spiegelsymmetrisch angeordneten
Ebenen liegen. Die Aufweitung des Lichtbündels findet dann hauptsächlich in der X-Richtung
und in nur sehr eingeschränktem Maße in der hierzu senkrechten Y-Richtung statt. Die
beiden ebenen Begrenzungsflächen verlaufen vorzugsweise zueinander parallel, können
aber auch aufeinander zu konvergieren. Vorzugsweise ist ich gegenseitiger Abstand so groß,
dass sie die in den Basisteil 8 des Optikkörpers 3 eingesenkte Vertiefung 10 nicht schneiden.
Solche durch ebene Seitenflächen begrenzte Optikkörper sind besonders geeignet, um
rechteckige Flächenbereiche auszuleuchten, die in einer zur X-Y-Ebene parallelen Ebene
liegen und in X-Richtung eine deutlich größere Längenerstreckung als in der Y-Richtung besitzen.
Insbesondere zur Ausleuchtung von in Einbaulage in horizontaler Richtung sehr langgestreckten,
in vertikaler Richtung aber nur eine geringe Höhe aufweisenden Lichtaustrittsscheiben,
wie sie insbesondere bei hochgesetzten Kraftfahrzeug-Bremsleuchten vorhanden
sind, werden, wie in den Figuren 2a, 2b und 3 gezeigt, mehrere Optikkörper 3 so in einer
Reihe aneinander anschließend angeordnet, dass ihre X-Richtungen miteinander fluchten
und sich die so gebildete Optikanordnung 30 in Längsrichtung der betreffenden Leuchte erstreckt.
Wie man insbesondere den Figuren 2a und 3 entnimmt, umfasst eine solche Optikanordnung
30 vorzugsweise eine weitere Verteiloptik 33, die in der Hauptrichtung Z der Lichtausbreitung
den einstückig miteinander verbundenen Optikkörpern 3 nachgeordnet, vom Betrachter der
betreffenden Leuchte her gesehen aber vorgesetzt ist. Diese weitere Verteiloptik 33 besitzt
vorzugsweise die Form einer aus dem gleichen Material wie die Optikkörper 3 hergestellten
Scheibe 34, die gleichzeitig auch als Lichtdurchtrittsscheibe dienen kann, die die
Lichtaustrittsöffnung einer Leuchte verschließt. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft zur
weiteren Lichtverteilung in X-Richtung dienende Zylinderlinsen 36, deren Zylinderachsen
sich in Y-Richtung, d.h. in den Figuren 2a und 3 senkrecht zur Zeichenebene erstrecken, an
der Innenseite der Scheibe 34 auszubilden und die Außenfläche 38 der Scheibe 34 als eine
einzige Zylinderlinse zu formen, deren Achse sich in X-Richtung erstreckt. Diese
letztgenannte Zylinderlinse dient dann zur Steuerung der Lichtverteilung in Y-Richtung. Dadurch,
dass eine derart ausgebildete Scheibe 34 eine zwar gekrümmte aber glatte Außenfläche
besitzt, ist sie insbesondere für Anwendungsfälle geeignet, in denen eine Leuchte so
eingebaut werden soll, dass die Scheibe 34 eine Teil der äußeren Kraftfahrzeugoberfläche
bildet, weil sie keine Vertiefungen aufweist, die eine Schmutzablagerung fördern und eine
Reinigung erschweren.
Wie man den Figuren 2a und 2b weiterhin entnimmt, ist es vorteilhaft, die X-Abmessungen
der Zylinderlinsen 36 so zu wählen, dass die dadurch entstehende Periodizität der Zylinderlinsen
36 kein ganzzahliges Verhältnis zur Periodizität der ebenfalls weitgehend regelmäßig
angeordneten Optikkörper 3 bildet, um Moire-Effekte zu vermeiden.
Eine besonders günstige Herstellbarkeit der Optikanordnungen 30 ergibt sich dann, wenn die
einstückig miteinander verbundenen Optikkörper auch mit der Scheibe 34 einstückig verbunden
sind, so dass die Optikanordnung 30 als ein einziges Spritzgußteil hergestellt werden
kann.
Diese einstückige Verbindung kann entweder, wie in Figur 2a gezeigt, durch einen umlaufenden
Randsteg 40 oder, wie in Figur 3 wiedergegeben, durch eine Vielzahl von Stegen 42
hergestellt werden, die dann jeweils im Verbindungsbereich von zwei einander benachbarten
Optikkörpern 3 so angeordnet sind, dass sie dort eine Verbindung mit der vorgesetzten
Scheibe 34 herstellen.
In beiden Fällen ist die Scheibe 34 von einem Schweißrand 45 umgeben, der zur Verbindung
mit dem Leuchtengehäuse dient.
Die Figuren 2a und 2b zeigen darüber hinaus an optisch nicht aktiven Flächen vorgesehene
Verstemmdome 47 oder Rasthaken eventuell mit Positionierdomen zur Befestigung der die
Leuchtdioden tragenden Leiterplatte (nicht dargestellt) in einer exakt definierten Position.
Um geringe Abkühlzeiten zu erzielen, ist auch eine Bauform denkbar, bei der die von den
zweiten Teilabschnitten 24 gebildeten Auskoppelflächen als Zylinderlinsen mit achsenparallel
zur Leuchten-Längsachse X oder aber auch als Kissenoptiken ausgeführt sind, wobei jeder
dieser zweiten Teilabschnitte 24 eine Kissenoptik bildet. Bei dieser Ausführungsform ist es
möglich, die von den Optikkörpern 3 gebildete primäre Lichtverteiloptik in Y-Richtung sehr
schmal zu halten, was geringere Wandstärken und somit geringere Zykluszeiten und
geringeren Materialaufwand beim Spritzgießen bedeutet. Das aufgeweitete Licht trifft dann
auf die Scheibe 34 und durchstrahlt sie in der gesamten Y-Richtung. Die in Längsrichtung
liegende zylindrische Außenoptik 38 kann die vertikale Aufweitung des Lichts entsprechend
den lichttechnischen Anforderungen vermindern oder verstärken.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugleuchten, die für einen Inneneinbau vorgesehen sind, so dss
ihre Lichtdurchtrittsscheibe keiner besonderen Verschmutzungsgefahr ausgesetzt ist, kann
die Scheibe 34 auch auf ihrer von den Optikkörpern 3 abgewandten Seite mehrere Zylinder -
und/oder Kissenoptiken aufweisen.
Außer den beschriebenen, langgestreckten und eine geringe Höhe aufweisenden hochgesetzten
Bremsleuchten für Kraftfahrzeuge lassen sich mit den erfindungsgemäßen Optikkörpern
eine Vielzahl von anderen Leuchten-Konfigurationen gestalten. Beispielsweise können
mit Optikkörpern, die in der oben beschriebenen Weise zwei ebene Seitenflächen aufweisen,
mehrere Reihen in der Weise gebildet werden, dass in jeder Reihe die X-Richtungen
der Optikkörper miteinander fluchten. Diese Reihen können dann unmittelbar aneinander
anliegend oder mit gegenseitigen Abständen (quer zu ihrer X-Richtung) angeordnet werden.
In letzterem Fall können in den Zwischenräumen zwischen den Reihen einzelne oder
mehrere weitere Optikkörper vorgesehen werden, deren X-Richtung quer zu der der Reihen
verläuft. Auch müssen die mit Abständen zu einander angeordneten Reihen nicht notwendigerweise
zueinander parallel verlaufen.
Besonders vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten ergeben sich, wenn man Lichtquellen, die zu
verschiedenen Optikkörpern gehören, unterschiedliche Leuchtfunktionen zuweist. Je nach
Anwendungsfall kann dabei eine Leuchtfunktion von nur einer Lichtquelle mit zugehörigem
Optikkörper oder von einer ganzen Gruppe von Lichtquellen und Optikkörpern ausgeübt
werden.