EP1600908A2 - Optical body - Google Patents
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- EP1600908A2 EP1600908A2 EP05009863A EP05009863A EP1600908A2 EP 1600908 A2 EP1600908 A2 EP 1600908A2 EP 05009863 A EP05009863 A EP 05009863A EP 05009863 A EP05009863 A EP 05009863A EP 1600908 A2 EP1600908 A2 EP 1600908A2
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- optical
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/0091—Reflectors for light sources using total internal reflection
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
- F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
- F21S43/13—Signalling 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
- F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
- F21S43/30—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by reflectors
- F21S43/31—Optical layout thereof
- F21S43/315—Optical layout thereof using total internal reflection
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- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
- F21S43/40—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the combination of reflectors and refractors
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- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
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- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Definitions
- the invention relates to an optical body according to the preamble of claim 1 and to optical arrangements, comprising a plurality of such optical body and for lights, in particular Automotive lights, are suitable.
- the lights that surround this central bundle fall on inner, that is, the center of the optical body surrounding interfaces on which they by total reflection substantially perpendicular to the direction of the central jet so be deflected so that they spread radially outward in the optic body.
- outer interfaces that are structured and directed such that also by total reflection a renewed deflection of the light rays by 90 °, so that they initially propagate in the optical body parallel to the central beam, then around without refraction through a flat, the light entrance side opposite interface withdraw.
- this known optical body thus serves as a collimator, which initially very close and not very divergent light bundles of the light source parallelized and perpendicular to Direction of the central beam expands. But it does not become a very uniform intensity distribution achieved because the central light emerging from the optic body, although very much bright but only has a very small diameter, so that in plan view a lighter Central point arises, which is surrounded by a dark ring surface, by total reflection arises at the inner boundary surfaces of the optic body.
- the known optical body is so far very flat, as he in the direction of the central beam has a comparatively small extent, but in particular it has if it is to be shaped in such a way that it widens the light bundle considerably, it varies greatly Material thickness, which is unfavorable in a production by injection molding.
- the invention has the object, an optical body of the above so-called type so that with his help as uniform as possible intensity distribution can be achieved in the expanded light beam and its production Designed as simple and inexpensive.
- the optical body according to the invention able to interact with a light source, in particular a light emitting diode, their light with a Lambertian distribution in a nearly hemispherical Room area radiates, d. H. So emits a cone of light whose vertex angle is almost 180 °.
- the radial distribution of this light is inter alia also by the fact that the border areas entering through the peripheral wall of the depression in the optical body This very wide beam of light will be widened by refraction at first, in order to then to meet outside wall portions of the base part of the optic body, where they are reflected so that they are in the interior of the optical body in parallel or with a low divergence to the central beam propagate further.
- the inner wall sections of the optical body according to the invention divided into two types of sections which are generally arranged alternately and of which the first are similar as in the prior art, are shaped and oriented to meet the impact on them, to reflect the central beam in approximately parallel light radially outward, between which But unlike the known optical body second sections are located, the the incident on them, also to the central beam in approximately parallel light from the optic body Disconnect without or with a precisely controllable change of direction.
- This change of direction can be achieved by lens structures in these second subsections are provided, which divert the light passing through them so that the brightened by the adjacent reflective portions generated darker zones become and a very uniform intensity distribution arises.
- a particular advantage of the alternating arrangement of reflective and decoupling Subsections is that they the optical body according to the invention a step-shaped Gives structure that leads to smaller differences in material thickness than this is the case in the prior art.
- the optical body according to the invention bounded on two opposite sides each by a flat surface, wherein these surfaces to a through the central beam of the optical body passing through Central plane extending mirror light mirror symmetry, preferably parallel to are arranged one another.
- the optical body is no longer with respect to the central beam rotationally symmetrical and distributes the light coupled into it in one of said central plane parallel preferred direction over a much greater length than in this vertical direction.
- Such optic bodies can be attached to each other in a very simple way and in particular make one piece that their preferred directions are aligned with each other and the like formed optical assembly is capable of a narrow, but very elongated light transmission surface with a comparatively small number of LEDs with very high Uniformity to illuminate, as for example in high-set brake lights is required for motor vehicles.
- This uniformity can still be inventively improve by giving the series of optical bodies a further distribution optics nachordnet, which is formed for example by a lens, on their the optic bodies facing and / or side facing away from the optic bodies as optically active Component is formed.
- this disc facing the optical bodies on their Side has a plurality of cylindrical lenses whose mutually parallel axes transverse to the longitudinal direction of the disc or to the above-mentioned preferred direction of the optical body series run, and on its outside a single, continuous cylindrical lens forms, whose axis is perpendicular to the cylindrical lenses on the inside. Owns it the disc has a completely smooth outer surface, so it also acts as a light transmission plate a vehicle lamp can be used in which this provided for outdoor installation is, the light transmission plate thus not covered by more transparency discs and protected against contamination.
- the disc can also be provided with cushion optics, which give their outer side a structure with elevations and depressions.
- the further distribution optics of the same injection-moldable material as The optic bodies are made so that all these elements are integrally connected as a single component can be produced.
- the superior disc can have a larger dimension transverse to the longitudinal direction than the pre-distributing optics.
- the light of the coupling-out sections of the vorver kindden optics with the help of these auskoppelnden sections provided Lenses are widened so that the pre-set disc evenly transversely to the longitudinal direction and fully lit.
- optically active Structures may be used to correct a differential expansion, if necessary become.
- FIG. 1 shows a light source 1 in the form of a light-emitting diode, which, as shown in FIG 1 right light beam 2 is indicated, their light with a roughly Lambertian distribution radiates into a conical spatial region whose vertex angle is nearly 180 °.
- a coordinate system X, Y and Z where the Z direction through the central axis ZS of the light beam emitted by the light source 1 should be defined.
- the drawing planes of Figures 1, 2a and 3 are respectively spanned by the direction Z and a direction perpendicular thereto X.
- the perpendicular to Y-direction extending along these X-Z planes thus corresponds to the viewing direction of the observer.
- the light source 1 is an optical body 3 downstream, in the section plane of FIG. 1 passing through the central axis ZS of the light source 1 is formed in approximately V-shaped.
- V-legs 5, 6 are arranged symmetrically to the central axis ZS and converge to a base part 8, with which they are integrally connected, and located in is located in the immediate vicinity of the light source 1.
- a sunken Well 10 is provided, which has a cylindrical peripheral wall 11 and whose in FIG 1 overhead end wall is curved so that it forms a converging lens 12.
- the light source 1 projects so far into the recess 10 with its housing that its light emitting region L coincides approximately with the focal point of the condenser lens 12, the as a collimator lens for the parts of it emitted from the light source 1 Light is used so that the relevant light rays inside the optic body 3 initially extend approximately parallel to the central axis ZS, as shown by the light beam 15th is shown.
- the light source 1 protrudes so far into the recess 10 that virtually the entire emitted by her light is coupled into the optical body 3, in particular the outer regions of a vertex angle of nearly 180 ° possessing light cone the peripheral wall 11 of the recess 10 pass and thereby something to the X-axis are refracted, as shown for the light beams 2 and 16.
- part of the light reflected on the outer wall portion 18 Light in the interior of the optic body 3 forwarded so that he, if he after several reflections taking place in the interior of the optical body 3 from this emerges, a has significantly greater distance from the central axis ZS, as after the first reflection on the outer wall area 18. This will be explained in more detail below.
- the base part 8 On its opposite side of the converging lens 12, the base part 8 has a central Exit region 20, which extends substantially perpendicular to the central axis ZS. He can either be completely flat, so that the light that passes through him to the Central axis ZS remains collimated. Alternatively, it is designed as a lens that the through the Outlet region 20 passing light beam gives a desired divergence.
- the education shown in Figure 1 is a diverging lens, but also training as a converging lens possible, in the latter case, the light beam 15 at a point given by the focal length of this convergent lens cross the central axis ZS would, without any other divergence of the through the exit area 20 must pass through light beam.
- the adjoining the outlet region 20 Wall portions of the V-legs 5, 6 referred to as “inner wall areas", because they are closer to the central axis ZS, while the outer wall region 18 of the base part 8 adjoining wall areas of the V-legs 5, 6 as “outer wall areas” be designated.
- the inner wall regions of the V-limbs 5, 6 are in first and divided second sections 22 and 24, wherein the first sections 22 shaped and are inclined towards the Z-direction that they impinging on them, in the optical body. 3 substantially parallel to the central axis ZS propagating light in approximately perpendicular to the ZS direction to reflect the outer wall portions of the V-legs 5, 6 out, as for the Light beam 16 is shown.
- the second sections 24 extend substantially in planes that are parallel to the X-Y plane, i. that is, perpendicular to the central axis ZS.
- These second sections 24 can either be completely flat, so that in the interior of the optical body 3 substantially parallel to the Z-axis propagating light through it passes without change of direction, i. So its parallelism to the central axis ZS maintains.
- these second sections 24 can also be used as refractive lenses, for example designed as collecting or dissipating cylindrical lenses or pillow optics to be a further fine distribution of emerging from the optical body 3 light to achieve.
- the latter is shown in Figure 1, which reflects that the light beam 2 at its Exiting through the associated second section 24 a significant change in direction experiences.
- the inner and outer wall portions of the V-legs 5, 6 may have more than the illustrated reflective sections 22, 26, so that e.g. the light beam 16 after its reflection at the outer wall portion 18 of the Base part 8 is not only reflected twice but four times or more, creating a even greater spread of the output from the optic body 3 light beam is possible.
- the optical body 3 can be rotationally symmetrical about the central axis ZS be, so that he in all through this central axis ZS running cutting planes the has the same shape, as shown for example in Fig. 1.
- an optical body 3 when the light emitted from the optical body 3 is mainly in a preferred direction, For example, the X-direction to be widened, an optical body 3, the in the central Z-X plane has the cross section shown in Figure 1, by flat surfaces limited, arranged in two mirror-symmetrical to the plane of the figure 1 Layers lie. The expansion of the light beam then takes place mainly in the X direction and to a very limited extent in the perpendicular Y direction instead.
- the two flat boundary surfaces preferably parallel to each other, can but also to converge on each other.
- I'm so close to each other's distance that they do not intersect the depression 10 which is sunk into the base part 8 of the optic body 3.
- Such limited by flat side surfaces optic body are particularly suitable to illuminate rectangular areas in a plane parallel to the X-Y plane lie and in the X direction have a significantly greater length extension than in the Y direction.
- such an optical arrangement comprises 30 preferably a further distribution optics 33, in the main direction Z of the light propagation subordinate to the integrally interconnected optical bodies 3, the viewer of the concerned lamp ago seen but is pre-set.
- This further distribution optics 33 has preferably the shape of a made of the same material as the optical body 3 Disc 34, which can also serve as a light transmission plate at the same time, the Light exit opening of a luminaire closes.
- a particularly favorable manufacturability of the optical assemblies 30 results when the integrally interconnected optical body also integrally connected to the disc 34 are so that the optical assembly 30 are produced as a single injection molded part can.
- This one-piece connection can either, as shown in Figure 2a, by a circumferential Edge web 40 or, as shown in Figure 3, by a plurality of webs 42nd which are then each in the connecting region of two adjacent Optics bodies 3 are arranged so that there is a connection with the superior Make disc 34.
- the disc 34 is surrounded by a welding edge 45, which is for connection with the luminaire housing.
- FIGS. 2 a and 2 b also show optically non-active surfaces Verstemmdome 47 or latching hook possibly with positioning domes for attaching the Light-emitting diode-carrying printed circuit board (not shown) in a precisely defined position.
- each this second sections 24 forms a pillow look.
- the primary Lichtverteiloptik formed by the optical bodies 3 in the Y direction very narrow, resulting in lower wall thickness and thus lower cycle times and means lower material costs in injection molding.
- the expanded light then hits on the disc 34 and radiates through it in the entire Y-direction.
- the longitudinal direction lying cylindrical outer optics 38, the vertical expansion of the light accordingly reduce or increase the lighting requirements.
- the disc 34 also on its side facing away from the optic bodies 3 side a plurality of cylinders - and / or cushion optics.
- optical bodies of the invention can be with the optical bodies of the invention to design a variety of other lighting configurations.
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Abstract
Description
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.The invention relates to an optical body according to the preamble of claim 1 and to optical arrangements, comprising a plurality of such optical body and for lights, in particular Automotive lights, are suitable.
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.From the document EP 1 005 619 B1, such an optical body is known, in which, however, the Light is coupled to a light emitting diode, which converts their radiation into a conical solid angle range with a vertex angle that is considerably smaller than 180 °. The plane, perpendicular to the central ray of the light beam and only a small refraction causing entrance surface for this relatively narrow cone of light is parallel to the entrance surface, circular, flat exit area with very small diameter opposite, by only the light beams directly surrounding the central beam of the light beam Leave the optic body again and be doing essentially straight or spread with low divergence. The lights that surround this central bundle, fall on inner, that is, the center of the optical body surrounding interfaces on which they by total reflection substantially perpendicular to the direction of the central jet so be deflected so that they spread radially outward in the optic body. In the further Course they encounter outer interfaces that are structured and directed such that also by total reflection a renewed deflection of the light rays by 90 °, so that they initially propagate in the optical body parallel to the central beam, then around without refraction through a flat, the light entrance side opposite interface withdraw.
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.Overall, this known optical body thus serves as a collimator, which initially very close and not very divergent light bundles of the light source parallelized and perpendicular to Direction of the central beam expands. But it does not become a very uniform intensity distribution achieved because the central light emerging from the optic body, although very much bright but only has a very small diameter, so that in plan view a lighter Central point arises, which is surrounded by a dark ring surface, by total reflection arises at the inner boundary surfaces of the optic body.
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. Although the known optical body is so far very flat, as he in the direction of the central beam has a comparatively small extent, but in particular it has if it is to be shaped in such a way that it widens the light bundle considerably, it varies greatly Material thickness, which is unfavorable in a production by injection molding.
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.In contrast, the invention has the object, an optical body of the above so-called type so that with his help as uniform as possible intensity distribution can be achieved in the expanded light beam and its production Designed as simple and inexpensive.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 zusammengefaßten Merkmale vor.To solve this problem, the invention provides summarized in claim 1 Features before.
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.In contrast to the prior art explained above, the optical body according to the invention able to interact with a light source, in particular a light emitting diode, their light with a Lambertian distribution in a nearly hemispherical Room area radiates, d. H. So emits a cone of light whose vertex angle is almost 180 °. The radial distribution of this light is inter alia also by the fact that the border areas entering through the peripheral wall of the depression in the optical body This very wide beam of light will be widened by refraction at first, in order to then to meet outside wall portions of the base part of the optic body, where they are reflected so that they are in the interior of the optical body in parallel or with a low divergence to the central beam propagate further. This allows the inner wall sections of the optical body according to the invention divided into two types of sections which are generally arranged alternately and of which the first are similar as in the prior art, are shaped and oriented to meet the impact on them, to reflect the central beam in approximately parallel light radially outward, between which But unlike the known optical body second sections are located, the the incident on them, also to the central beam in approximately parallel light from the optic body Disconnect without or with a precisely controllable change of direction. This change of direction can be achieved by lens structures in these second subsections are provided, which divert the light passing through them so that the brightened by the adjacent reflective portions generated darker zones become and a very uniform intensity distribution arises.
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.It is clear that the innermost decoupling portion of the end face of the in the base part inlaid recess directly opposite, illuminated by the brightest light components becomes. To compensate for this, the size of this subsection is preferred chosen smaller than those of the outermost, slightly fainter decoupling Sections.
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.A particular advantage of the alternating arrangement of reflective and decoupling Subsections is that they the optical body according to the invention a step-shaped Gives structure that leads to smaller differences in material thickness than this is the case in the prior art.
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.By increasing the number of reflections taking place inside the optical body between inner and outer wall areas, can be an even larger area with a illuminate single light source. Between those for this greater number of reflections required reflective sections of the inner wall areas are then always again decoupling sections, which thus distributed over the entire expansion area are arranged.
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.In a particularly preferred embodiment, the optical body according to the invention bounded on two opposite sides each by a flat surface, wherein these surfaces to a through the central beam of the optical body passing through Central plane extending mirror light mirror symmetry, preferably parallel to are arranged one another. Thus, the optical body is no longer with respect to the central beam rotationally symmetrical and distributes the light coupled into it in one of said central plane parallel preferred direction over a much greater length than in this vertical direction.
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.Such optic bodies can be attached to each other in a very simple way and in particular make one piece that their preferred directions are aligned with each other and the like formed optical assembly is capable of a narrow, but very elongated light transmission surface with a comparatively small number of LEDs with very high Uniformity to illuminate, as for example in high-set brake lights is required for motor vehicles. This uniformity can still be inventively improve by giving the series of optical bodies a further distribution optics nachordnet, which is formed for example by a lens, on their the optic bodies facing and / or side facing away from the optic bodies as optically active Component is formed.
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.Particularly preferred is the case in which this disc facing the optical bodies on their Side has a plurality of cylindrical lenses whose mutually parallel axes transverse to the longitudinal direction of the disc or to the above-mentioned preferred direction of the optical body series run, and on its outside a single, continuous cylindrical lens forms, whose axis is perpendicular to the cylindrical lenses on the inside. Owns it the disc has a completely smooth outer surface, so it also acts as a light transmission plate a vehicle lamp can be used in which this provided for outdoor installation is, the light transmission plate thus not covered by more transparency discs and protected against contamination.
Für Inneneinbau-Anwendungsfälle kann die Scheibe auch mit Kissen-Optiken versehen sein, die ihrer Außenseite eine Struktur mit Erhebungen und Vertiefungen verleihen.For interior installation applications, the disc can also be provided with cushion optics, which give their outer side a structure with elevations and depressions.
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.Preferably, the further distribution optics of the same injection-moldable material as The optic bodies are made so that all these elements are integrally connected as a single component can be produced. To stabilize such a casting is preferably the pre-distributing optics formed by the interconnected optical bodies connected via continuous webs with the superior disc or it is on the outer edge connecting webs present, which are preferably not in the visible range the optics lie.
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.The superior disc can have a larger dimension transverse to the longitudinal direction than the pre-distributing optics. In this case, the light of the coupling-out sections of the vorverteilenden optics with the help of these auskoppelnden sections provided Lenses are widened so that the pre-set disc evenly transversely to the longitudinal direction and fully lit. The arranged on the disc, optically active Structures may be used to correct a differential expansion, if necessary become.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Optikkörpers bzw. von Optikanordnungen, die von mehreren solchen Optikkörpern gebildet werden, sind in den Unteransprüchen niedergelegt.These and other advantageous embodiments of an optical body according to the invention or of optical assemblies that are formed by a plurality of such optical bodies, are in the Dependent claims.
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.
- Fig. 1
- a section through an optical body according to the invention,
- Fig. 2a
- an optical arrangement with a plurality of interconnected in a row of optical bodies of Figure 1 with a further downstream distribution optics,
- Fig. 2b
- a bottom view of the optical arrangement of Fig. 2a and
- Fig. 3
- a similar to Fig. 2a representation of another embodiment of an optical arrangement according to the invention.
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.FIG. 1 shows a light source 1 in the form of a light-emitting diode, which, as shown in FIG
1
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.For the following explanations, a coordinate system X, Y and Z is used, where the Z direction through the central axis ZS of the light beam emitted by the light source 1 should be defined. The drawing planes of Figures 1, 2a and 3 are respectively spanned by the direction Z and a direction perpendicular thereto X. The perpendicular to Y-direction extending along these X-Z planes thus corresponds to the viewing direction of the observer.
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.To the largest possible part of the light emitted by the light source 1 for a
to use as uniform illumination of a surface area in the direction
the central axis ZS is illuminated from behind approximately perpendicularly, i. so in one
is parallel to the X-Y plane, the light source 1 is an
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.Its two V-
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.In fact, in the light source 1 side facing the base part 8 is a
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.The light source 1 projects so far into the
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.In addition, the light source 1 protrudes so far into the
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.The indicated by these two
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.As indicated by the
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.On its opposite side of the converging
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.In the context of the present description, the adjoining the
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.As can be seen from FIG. 1, the inner wall regions of the V-
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.In contrast, the
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.These
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.Alternatively, these
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.As can also be seen from FIG. 1, the outer wall regions of the
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.Due to this multiple reflection between
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.It should be noted that the inner and outer wall portions of the V-
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.The adjoining directly to the
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.The same applies to the more outer
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. In the previous description, it had been implied that at the reflecting
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.In principle, the
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.However, when the light emitted from the
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.Such limited by flat side surfaces optic body are particularly suitable to illuminate rectangular areas in a plane parallel to the X-Y plane lie and in the X direction have a significantly greater length extension than in the Y direction.
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.In particular, for illumination of in installation position in the horizontal direction very elongated,
in the vertical direction but only a small amount having light exit windows,
as they exist in particular at high motor vehicle brake lights
are, as shown in Figures 2a, 2b and 3, a plurality of
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.As can be seen in particular from FIGS. 2a and 3, such an optical arrangement comprises
30 preferably a
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.As is further apparent from Figures 2a and 2b, it is advantageous to have the X dimensions
the
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.A particularly favorable manufacturability of the
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.This one-piece connection can either, as shown in Figure 2a, by a
In beiden Fällen ist die Scheibe 34 von einem Schweißrand 45 umgeben, der zur Verbindung
mit dem Leuchtengehäuse dient.In both cases, the
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.FIGS. 2 a and 2 b also show optically non-active surfaces Verstemmdome 47 or latching hook possibly with positioning domes for attaching the Light-emitting diode-carrying printed circuit board (not shown) in a precisely defined 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.To achieve low cooling times, a design is conceivable in which the of the
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. In particular, in motor vehicle lights, which are intended for indoor installation, so dss
their light transmission plate is not exposed to any special risk of contamination can
the
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.Except the described, elongated and a low altitude having elevated Brake lights for motor vehicles can be with the optical bodies of the invention to design a variety of other lighting configurations. For example, you can with optical bodies having two flat side surfaces in the manner described above, several rows are formed in such a way that in each row the X-directions the optics body are aligned. These rows can then be directly adjacent to each other adjacent or at mutual distances (transverse to their X direction) are arranged. In the latter case may be in the spaces between the rows single or several more optical body are provided, the X-direction transverse to that of the rows runs. Also, the spaced-apart rows do not necessarily have to parallel to each other.
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.Particularly diverse design options arise when you light sources that too belong to different optical bodies, assigns different lighting functions. Depending on Use case can be a lighting function of only one light source with associated Optics body or exercised by a whole group of light sources and optic bodies become.
Claims (27)
dadurch gekennzeichnet, dass in den Basisteil (8) des Optikkörpers (3) eine Vertiefung (10) eingesenkt ist, die eine zur Zentralachse (ZS) konzentrische Umfangswand (11) und eine solche Tiefe aufweist, dass sich eine Lichtquelle, die ihr Licht in einen kegelförmigen Raumbereich mit einem Scheitelwinkel von nahezu 180° abgibt, so weit in sie hinein erstrecken kann, dass im wesentlichen ihr gesamtes Licht in den Optikkörper (3) eingekoppelt wird,
und dass zumindest Teile der durch die Umfangswand (11) in den Optikkörper (3) eintretenden Randbereiche des von der Lichtquelle (1) kommenden Lichtkegels zuerst auf Aussenwandbereiche des Basisteils (8) umgelenkt, von diesen reflektiert und dann durch mehrfache Reflexionen zwischen einander gegenüberliegenden Teilabschnitten der Innen- und Aussenwandbereiche eines- jeden der V-Schenkel (5, 6) von der Zentralachse (ZS) weg nach außen verteilt werden.Optic body (3) made of a material which is transparent to the emitted light from a light source (1) in a conical space with a Z-axis extending central axis (ZS), wherein the optical body (3) in a sectional plane through the Z-direction and a perpendicular to this X-direction is spanned, substantially V-shaped and arranged so that the two outer and inner wall portions having V-legs (5, 6) to the central axis (ZS) of the conical Space region are arranged symmetrically and converge to a connecting them, arranged at the light source (1) base part (8) of the optical body (3),
characterized in that in the base part (8) of the optical body (3) a recess (10) is recessed, which has a central axis (ZS) concentric peripheral wall (11) and a depth such that a light source, the light in a cone-shaped space region with a vertex angle of almost 180 ° emits, so far can extend into it that essentially all of their light is coupled into the optical body (3),
and that at least parts of the peripheral areas (11) in the optical body (3) entering edge regions of the light source (1) coming light cone first deflected to outer wall portions of the base part (8), reflected by these and then by multiple reflections between opposing sections the inner and outer wall portions of each of the V-legs (5, 6) are distributed outwardly away from the central axis (ZS).
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