WO2023041328A1 - Optische vorrichtung - Google Patents

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WO2023041328A1
WO2023041328A1 PCT/EP2022/074257 EP2022074257W WO2023041328A1 WO 2023041328 A1 WO2023041328 A1 WO 2023041328A1 EP 2022074257 W EP2022074257 W EP 2022074257W WO 2023041328 A1 WO2023041328 A1 WO 2023041328A1
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light guide
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projection optics
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PCT/EP2022/074257
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Sergey Khrushchev
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Osram Gmbh
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Definitions

  • aspects of the invention presented here relate to an optical device that includes at least one light source, in particular an LED, a light guide with a light input surface and with a light output surface, and projection optics having one or more optical elements.
  • the projection optics are designed to project light that is radiated from the light source via the light coupling surface into the light guide and is coupled out of its coupling-out surface onto a projection plane provided at a distance from the optical device in order to produce an image of a pattern of an image mask located downstream of the light coupling-off surface in the beam path , In particular to generate a gobo.
  • the aspects also relate in particular to a static projector and/or a gobo projector.
  • static projectors serve to generate an image of a logo or sign in a projection plane represented by any surface, for example a wall or a floor in a theater (stage lighting), or in the automotive field, a road illuminated from a vehicle, etc can be.
  • Known static projectors are usually made up of a light source, often halogen lamps or, in particular, LEDs or laser diodes, illumination optics for collecting the light emitted by the light source, a modulator such as an image mask or a gobo (graphical optical blackout), and projection optics.
  • the light emitted by the light source can be directed to a gobo, for example, which is without Restriction of generality can be a chrome or aluminum coated clear glass or, in the case of LEDs as light sources, also a correspondingly coated or treated plastic.
  • a gobo for example, which is without Restriction of generality can be a chrome or aluminum coated clear glass or, in the case of LEDs as light sources, also a correspondingly coated or treated plastic.
  • the transparent areas of the gobo are thereby illuminated, so that an image of the mask defined by the gobo can then be generated in the projection plane by the projection optics.
  • FIG. 1 shows an example of a known optical device 100 such as can be used in the automotive field.
  • a light source 116 which is preferably designed as an LED with a light-emitting surface extending in an XY plane with an area of, for example, 1 mm 2 and is mounted on a circuit board, emits light along a main emission direction Z perpendicular to the XY plane, which at the same time optical axis of a system of two collimating lenses 110 and a triplet of projection lenses 120 forms.
  • the collimation lenses 110 form illumination optics for the image mask 114 or the gobo arranged downstream in the beam path, and homogenize or collimate the light for this purpose.
  • the lenses 120 form projection optics which project the light through an aperture 122 or pinhole diaphragm into a projection plane not shown in FIG. 1 .
  • LEDs are preferably used. Nevertheless, a length of the optical device 100 shown in FIG. 1 is still approximately 28 mm, for example.
  • the power of the LED must therefore be sufficiently high, which has a negative impact on heat generation and makes further heat dissipation measures necessary.
  • the difference from the optical device 100 shown in FIG. 1 is that
  • Illumination optics through a light guide 210 (with flange 218 for positioning and Fixing the light guide 210) is provided with an image mask 214 received in a recess of the flange portion.
  • the light guide 210 serves as a light mixing rod or integrator and has the shape of a tapering rod (taper) and can be made of glass, plastic or silicone, for example.
  • the light mixing due to multiple internal total reflections of the collected light beams on the side surfaces of the light guide leads to a very good and desired homogenization of the resulting light beam bundle.
  • the light coupling surface 211 can be brought very close to the light emission surface (only 0.6 mm 2 in the example) of the LED (or light source 216), so that the yield is comparatively high.
  • the projection optics in the optical arrangement 200 are formed by only one bi-convex lens 220, which projects the light coupled out of a light coupling-out surface 212 of the light guide 210 through the aperture 222 or pinhole diaphragm into the projection plane provided (not shown).
  • the LED now produces a luminous flux of only 113 lm, of which 68.4 lm reaches the image mask (i.e., 60.5%) and 52.7 lm reaches the intended projection plane (e.g. a floor as seen from the vehicle) (i.e., 46.6% without mask absorption penalty).
  • the illuminance in the projection plane (floor) is 400 lux versus 250 lux in the example above and the uniformity is 72% versus 66% in the example above.
  • the length of the optical device 200 is only 15.3 mm.
  • an optical device that includes two optical systems that can be controlled individually.
  • the two optical systems each include an LED that can couple light into a layered light guide from a peripheral side surface.
  • the first optical system has a light decoupling side through which the light of the corresponding layered light guide can be coupled into an opposite light coupling side of the second optical system and thus into the layered light guide.
  • a pattern, sign or logo can be transferred using an image mask (gobo) located between the optical systems.
  • the actual light decoupling side of the entire optical device is located on the other, opposite side in the second optical system.
  • a light influencing layer is arranged between the layered light guide and the relevant light output side, which can be a prismatic film that increases the perception of the brightness of the emitted light for the suitably positioned viewer can.
  • the proposed optical device can be attached to vehicles as a display and signal surface and spatially adapt to the respective surface.
  • An object underlying some of the aspects described below is to address the disadvantages described above with reference to FIGS. 1 and 2 and in particular to provide an optical device with a reduced length dimension.
  • some of the aspects proposed here can also be based on the task of creating more flexibility, for example with regard to the color selection of the projection.
  • an optical device which comprises at least one light source, a light guide, light recycling optics, projection optics and an image mask.
  • the light guide has a light coupling surface, which faces the at least one light source, in order to couple a light emitted by the at least one light source into the light guide, and a light coupling-out surface, through which the light coupled into the light guide is coupled out of the latter.
  • the light recycling optics are designed, the decoupled from the decoupling surface
  • BEF brightness enhancement films
  • the projection optics are designed to at least partially project the light coupled out of the light coupling-out surface onto an (imaginary or real) projection plane provided at a distance from the optical device.
  • the projection optics can have an optical element (e.g. similar to that shown in FIG. 2) or also a plurality of optical elements (e.g. similar to that shown in FIG. 1).
  • the image mask is provided in a beam path of the light between the light output surface and the projection optics.
  • the image mask can be a gobo, for example a transparent substrate with partially reflecting or light-absorbing structures on it, which represent a pattern, logo or sign to be imaged or form this through areas left open.
  • the light guide is formed as a flat sheet having two spaced opposed major surfaces and at least one side surface forming the edge of the flat sheet.
  • the at least one light source faces the at least one side surface, so that the side surface forms or encompasses the light coupling surface.
  • a first of the two main surfaces forms the light decoupling surface and faces the light recycling optics and the projection optics.
  • the light recycling optics significantly improve the yield of the light and make the device practicable in the first place, while the thickness of such optics also contributes little to the length of the device.
  • the homogeneity of the illuminance is significantly improved.
  • Reasons for this are, for example, a larger number of reflections in the light guide, special shapes and densities of the decoupling structures and the feeding in of recycled light.
  • a desired length of the light guide can also be selected here. However, this now extends in the transverse direction and thus no longer contributes to the overall length in the main emission direction.
  • the flat design of the light guide enables a very distributed arrangement of light sources or light coupling surfaces, so that a significantly more favorable heat budget is possible and, if necessary, larger numbers of light sources can also be taken into account.
  • the light recycling optics of the optical device comprises a first brightness enhancement film (BEF), which is arranged above the first main surface and is set up to direct the light coupled out of the coupling-out surface more strongly in one direction to steer the projection optics.
  • BEF brightness enhancement film
  • Such foils concentrate the light in smaller angles and thus achieve a higher luminous intensity (luminous flux per solid angle). This smaller solid angle is directed towards the projection optics.
  • Such films are particularly suitable for the intended purpose and are particularly thin. Furthermore, they are comparatively inexpensive.
  • the first brightness improvement film is a first prismatic film whose prism-like rows extend along a first direction.
  • the light recycling optics includes a second brightness improvement film, which is arranged above the first main surface and is set up to direct the light coupled out of the decoupling surface more strongly in a direction towards the projection optics, and the one second prismatic film forms, the prism-like rows extend along a second direction which is transverse to the first direction, preferably perpendicular to this.
  • the light beams are guided linearly to the opposite projection optics in, for example, mutually perpendicular directions through both foils.
  • the optical device comprises a diffuser layer which is arranged between the first main surface and the first brightness improvement film and scatters the decoupled light before it is directed by the brightness improvement film in a direction towards the projection optics. This increases the homogeneity of the decoupled light.
  • a surface of the light guide is provided with an inwardly reflecting coating, apart from the light coupling surface facing the at least one light source and apart from the light coupling surface. This allows multiple reflections in the Light guide and thus increases the degree of homogenization, but also the degree of light output.
  • the optical device comprises a number of light decoupling structures, which are set up and designed in or on the second of the two main surfaces to reflect the light coupled in from the at least light source and running along the light guide and out through the light decoupling surface out of the light guide.
  • Such light output structures can, for example, be pressed into the plastic of the light guide (or molded or incorporated in the case of glass), but can also be introduced from the surface as ink or paint.
  • the light outcoupling structures are preferably non-periodic and have different shapes, high roughness for reflection and depth (if they are designed as indented or embossed or molded etc. structures).
  • the at least one light source is an LED.
  • a large number of LEDs are provided as light sources, each of which faces a light input surface assigned to it and input light into the light guide via this light input surface.
  • the flat, layered light guide structure enables a comparatively long peripheral edge with side surfaces, so that there are extensive placement options for the light sources. Compared to the conventional design with collimation lenses or rod-shaped light guides (tapers), this increases flexibility and, if necessary, also performance.
  • each of the LEDs defines a direction of emission by the position and orientation and the light coupling surface assigned to it in the light guide. Furthermore, a region of the at least one side surface forming the edge of the flat layer that is directly opposite the respective light coupling surface due to the emission direction in the light guide is not set up as a light coupling surface of a respective other of the LEDs. This increases the light yield, since LEDs directly opposite one another would largely absorb the light incident on them from the respective other LED.
  • the optical device comprises an aperture or pinhole diaphragm, through which the light is projected by the projection optics into the projection plane provided.
  • a length of the optical device measured along an optical axis of the projection optics including the light guide and the aperture, is a total of 14 mm or less.
  • the length is 13 mm or less, more preferably 12 mm or less.
  • Optimum optical device lengths are preferably 11 mm or less. As described, this means a considerable reduction in length and thus a reduction in the space required, for example in a motor vehicle, compared to the conventional case.
  • a length of the light guide measured along an optical axis of the projection optics including the possible coatings and foils as described above but without an image mask is 3 mm or less overall.
  • aspects of the proposed solution are also aimed at a vehicle that has an optical device according to the above-mentioned aspects, configurations or developments, the main emission direction of the optical device being directed from a corresponding installation position on the vehicle onto a floor on which the vehicle is standing or driving , wherein the floor forms the intended projection plane.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an optical device according to a first comparative example, in which collimation lenses are used as the illumination optics;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an optical device according to a second comparative example, in which a light guide designed as a taper is used as the illumination optics;
  • FIG 3 shows a schematic representation of a cross section through a light guide, designed as a flat layer, of an optical device according to an exemplary embodiment, with a light source, light-recycling optics and an image mask (gobo);
  • FIG. 4 shows a perspective view of an optical device according to an embodiment
  • Fig. 5 is a right side view of the optical device of Fig. 4;
  • Fig. 6 is a left side view of the optical device of Fig. 4;
  • FIG. 7 is a top plan view of the optical device of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a top plan view of the optical device of FIG. 4.
  • FIG. 3 shows in a schematic representation, in particular, a cross section through a light guide 10, designed as a flat layer, of an optical device 1 with light source 16, light recycling optics and image mask 14 (gobo). Projection optics and an aperture or pinhole are omitted here for the sake of simplicity.
  • the light guide 10 is designed as a flat layer of plastic (alternatively: glass) and has a thickness of approximately 1.5 mm.
  • the values of the extent of the layer in the mutually perpendicular X and Y directions transverse to the main emission direction Z can, as in the second exemplary embodiment described below, be between 20 and 30 mm without loss of generality, in any case significantly more than the thickness and corresponding logo size 143.
  • the light guide 10 has a first major surface 30 and a second major surface 32 opposite the first major surface 30 . With an essentially constant layer thickness, which corresponds to the distance d (approximately 1.5 mm) between the two main surfaces 30, 32, the two main surfaces 30, 32 are parallel to one another.
  • the flat layer of the light guide 10 has a peripheral edge 29.
  • This edge 29 is formed by a side face 13.
  • FIG. In the case of a cuboid, flat layer, this side surface 13 is composed of four sub-surfaces, for example, although more or fewer such sub-surfaces are also possible depending on the design. Likewise, instead of corners, curves can also be provided.
  • the side surface 13 is preferably perpendicular to the two main surfaces, but inclined surface sections can also be provided both on the side surface 13 and on the two main surfaces 30, 32.
  • At least one position of the side surface 13 is a light source 16, preferably an LED, arranged opposite this vis-a-vis.
  • the side surface 13 is transparent at this point, so that this area can serve as a light coupling surface 11 for the light emitted by the light source 16 (here, for example, light in the visible wavelength range) when the light source 16 is supplied with power by a control device (not shown).
  • the light source 16 can be, for example, what is known as a side-looker LED, the package size (height) of which can be 1.5 mm, for example (a corresponding chip itself can, for example, have edge lengths of around 300-500 ⁇ m without loss of generality, other values are not excluded).
  • Such LEDs are also referred to as "side-emitting” LEDs or also as “side-view” LEDs. These are usually in the form of an SMD component which is suitable for direct surface mounting on a circuit carrier (not shown in FIG. 3).
  • One advantage of the Sidelooker LEDs is that they can be used to emit light directly and without additional optical aids parallel to the circuit carrier (not shown).
  • the LED radiates directly into the side surface 13 or light coupling surface 11 and thus into the flat layer.
  • the chip height e.g. 0.75 mm here
  • the chip height is adapted to the layer thickness (distance d) or the corresponding height of the side surface (approximately 1.5 mm).
  • the above described with reference to Fig. 3 is also applicable to Figs. 4-7.
  • the second main surface 32 (lower in Fig. 3) is almost completely covered by a reflection layer or a full mirror 44, which contributes to the fact that no or hardly any light is coupled out through the second main surface 32 and from there instead into the plastic or the glass or other transparent material of the light guide 10 is reflected back.
  • the reflection layer or the corresponding full mirror 44 is also formed on the side surface 13 opposite the light coupling surface 11 in the light guide 10 in the direction of its normal or in the emission direction of the light source 16 . Because of this, the light coupled in via the light coupling surface 11 propagates in the light guide 10 and is reflected back multiple times on the main and side surfaces 13, 30, 32 and is thereby homogenized.
  • the horizontal extension of the light guide 10 in FIG. 3 is not shown true to scale but rather greatly reduced, so that a sufficient length of the flat layer in the corresponding X and Y direction also ensures sufficient homogenization.
  • light decoupling structures 45 are provided at a purely exemplary central position in the second main surface 32 . Any structures can be involved, on which the light running along the optical waveguide 10 is reflected in a direction that is essentially vertical in FIG. 3, ie in the main emission direction Z. According to exemplary embodiments, they are reflected in a large number of directions, but the beams that are not essentially vertically reflected cannot exit through the first main surface 30 or the decoupling surface 12 set up there and are therefore returned to the beams that reflect back and forth several times and are thus homogenized Light in the light guide 10 is supplied.
  • the light coupling-out structures 45 are preferably non-periodic and can have a different shape, size, roughness and depth (starting from the surface of the second main surface).
  • the light decoupling structures 45 can be pressed into the plastic of the flat layer of the light guide 10 from the second main surface 32 with a tool, or molded or Z-milled into the glass of the flat layer. However, they can also be introduced from the surface as paint or ink, for example as white drops of TiO2, in order to scatter the incident light. Other forms of light output structures are also possible. As can also be seen from Fig.
  • the light decoupling structures 45 arranged in the second main surface 32 are in the central area of the light guide 10 in the vertical direction (in the main emission direction Z or in the direction of the projection optics (not shown in Fig. 3, however)).
  • the light coupling-out surface 12 is generally not structurally delimited. Rather, it is determined functionally in that areas of the first main surface 30 in which the light beams reflected by the light coupling-out structures 45 are consistently totally reflected no longer contribute to the light coupling and therefore no longer actually belong to the light coupling-off surface 12 .
  • the outcoupling surface 12 can also be designed as a scattering surface with the function of a diffuser layer 41 in order to gain light from the total reflected radiation (TIR) for the outcoupled light.
  • TIR total reflected radiation
  • the almost complete first main surface 30 can also form the light coupling-out surface 12 if radiation can be coupled out everywhere.
  • light recycling optics are arranged directly on the first main surface 30 of the light guide.
  • a diffuser layer 41 is provided as the bottom layer on the first main surface 30 and initially diffusely scatters the coupled-out radiation in order to resolve an association with the individual light coupling-out structures 45 and thus leads to a homogeneous distribution of the illuminance.
  • These two are made of a transparent plastic and are shaped as first and second prismatic sheets, respectively. These each have prism-like lines 47, 48, for example made of acrylic, with a height of 25 ⁇ m each, which extend along a first or second direction when the two films are positioned on the diffuser layer.
  • the foils can be separated by an air gap in order to be able to perform their optical functions.
  • the film itself can in each case be formed from a 125 ⁇ m thick PET film, for example.
  • the first direction and the second direction are perpendicular to each other.
  • the basic principle of light recycling optics is known from the area of improving the brightness of liquid crystal displays (LCD backlighting).
  • the radiation from the diffuser layer 41 is supplied to the prism-like lines 47, 48 of the two brightness improvement films 42 and 43 from below (in FIG. 3).
  • the prisms point in the main direction of emission Z.
  • typical scattering in the diffuser layer and typical prism parameters in a special case, for example, 36.8% of usable light that leaves the light-recycling optics essentially in the main direction of emission, 5, 3% simply internally reflected light at a large angle, which is essentially lost, 11.8% simply internally reflected light at a smaller angle, which is refracted or reflected inwards by the neighboring prism against the main emission direction Z and is thus recycled, and 46.3% twice receive internally reflected light in the prism, in which the light is also fed back and recycled counter to the main emission direction Z (i.e. it is recycled in the light guide 10).
  • the numbers show that the exiting radiation is strongly bundled in the main emission direction - with low light losses at a large angle and with a high proportion of returned and thus (after multiple reflection in the light guide 10) reusable radiation in the light guide 10.
  • FIG. 3 shows an image mask 14 (gobo) arranged at a distance from the brightness improvement films 42, 43.
  • the image mask 14 can have a transparent layer 141 and a partially reflective layer 142 arranged thereon.
  • pattern-forming structures 143 can be cut out, which together form a desired character, logo or pattern to be projected by the optical device into a projection plane.
  • the radiation can pass through the image mask 14 in the areas of these pattern-forming structures 143 .
  • the remaining radiation is reflected on the partially reflecting layer and in turn fed to the reuse (recycling) in the light-recycling optics.
  • the pattern-forming structures 143 can take up an area of 3 mm ⁇ 3 mm purely by way of example.
  • FIGS. 4 to 7 illustrate a corresponding optical device from 4 different perspectives in each case.
  • the optical device 1 again has the basic components of light sources 16, a light guide 10 with light recycling optics arranged thereon (as in FIG. 3) and a reflection coating, an image mask 14, projection optics 20 and an aperture 22 or pinhole on.
  • Two variants can be considered: (i) a closing window (the aperture 22) with a reflective layer on top and an opening in the layer 24, and (ii) two separate elements, namely first the aperture 22 with the pinhole 24 and then the transparent one lens.
  • the length dimensions can be the same as given above.
  • the light guide 10 in the second exemplary embodiment can have a thickness in the main emission direction Z of 1.5 mm.
  • the light guide 10 also has a cuboid structure, but trapezoidal extensions are provided on opposite end faces of the cuboid in plan view (see in particular FIG. 7).
  • the 2 partial surfaces of the circumferential side surface 13 of the light guide that are sloping in plan view form the light coupling surfaces 11 of the light guide.
  • each of these four light coupling surfaces 12 is assigned a light source 16, which can be four LEDs, for example green, without loss of generality.
  • the emission directions of opposite light sources are staggered in order to reduce mutual absorption of the coupled radiation and thus increase the light yield. Due to the positioning at the corners of the light guide 10 that are spaced apart from one another, a thermal energy input onto the light guide 10 is spatially distributed.
  • the projection optics 20 are formed by a bi-convex aspheric lens. Other embodiments with multiple lenses are also possible, as well as Fresnel optics, diffractive optics, etc.
  • the optical axis of the projection optics 20 coincides with the main emission direction Z of the optical device 1 and is perpendicular to the first main surface 30 and the second main surface 32 as well as to the image mask 14 arranged parallel thereto. Furthermore, the optical axis can lead through the light guide 10 in a region where the light decoupling structures 45 are positioned. The emission direction of the light sources 16 is thus parallel to the plane of the flat layer of the light guide and perpendicular to the optical axis and main emission direction Z of the optical device 1 .
  • the deflection of the radiation thus takes place at the light decoupling structures and the bundling towards the 90° direction (towards the optical axis) in the light-recycling optics.
  • the projection optics 20 focus the radiation obtained and projects the image of the irradiated pattern-forming structures of the image mask 14 through the aperture 22 or pinhole diaphragm into the projection plane.
  • the total length in the main emission direction Z or along the optical axis of the projection optics 20 can be 12 mm, for example, including the underlying circuit board.
  • the length from the second main surface 32 including the coating 44 up to and including the aperture 22 is 10 mm.
  • the optical device 1 is thus designed to be considerably shorter than those from the prior art.
  • the light guide can also be hexagonal, polygonal, round or other shapes (in plan view).
  • the light guide 10 can also be flat, but spatially curved or corrugated in order to fulfill specific purposes.
  • RGB Sidelooker LEDs are also suitable, as they are particularly suitable in terms of structure and size.
  • different colored LEDs can also be combined here, as described.
  • a conventional gobo projector of an LED at 1.5 A x 3V 4.5 W is compared to this.
  • the latter does not offer the flexibility of dynamic color changes and scalability.
  • Diffuser layer first brightness enhancement layer (BEF), first prismatic film, second brightness enhancement layer (BEF), second prismatic film

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Abstract

Eine optische Vorrichtung (1) umfasst wenigstens eine Lichtquelle (16), einen Lichtleiter (10) mit einer Lichteinkoppelfläche (11), die der wenigstens einen Lichtquelle (16) zugewandt ist, und mit einer Lichtauskoppelfläche (12), durch welche das in den Lichtleiter (10) eingekoppelte Licht aus diesem ausgekoppelt wird. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Licht-Recycling-Optik, die ausgelegt ist, eine Lichtstärke des aus der Lichtauskoppelfläche (12) ausgekoppelten Lichts in Bezug auf eine gegenüberliegende Projektionsoptik (20) zu erhöhen, außerdem diese Projektionsoptik (20), die ausgelegt ist, das aus der Lichtauskoppelfläche (12) ausgekoppelte und von der Licht-Recycling-Optik verstärkte Licht zumindest teilweise auf eine in einem Abstand von der optischen Vorrichtung (1) vorgesehene Projektionsebene (26) zu projizieren, sowie eine Bildmaske (14), die in einem Strahlengang des Lichts zwischen der Lichtauskoppelfläche (12) und der Projektionsoptik (20) vorgesehen ist. Der Lichtleiter (10) ist als eine flache Schicht mit zwei einander in einem Abstand (d) gegenüberliegenden Hauptflächen (30, 32) und zumindest einer den Rand (29) der flachen Schicht ausbildenden Seitenfläche (13) ausgebildet. Die wenigstens eine Lichtquelle (16) ist der zumindest einen Seitenfläche (13) zugewandt, so dass die Seitenfläche (13) die Lichteinkoppelfläche (11) ausbildet. Eine erste der beiden Hauptflächen (30) bildet die Lichtauskoppelfläche (12) aus und ist der Projektionsoptik (20) zugewandt.

Description

OPTISCHE VORRICHTUNG
BESCHREIBUNG
Technisches Gebiet
Aspekte der hier vorgestellten Erfindung betreffen eine optische Vorrichtung, die wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere eine LED, einen Lichtleiter mit einer Lichteinkoppelfläche und mit einer Lichtauskoppelfläche, und eine ein oder mehrere optische Elemente aufweisende Projektionsoptik umfasst. Die Projektionsoptik ist dabei ausgelegt, ein aus der Lichtquelle über die Lichteinkoppelfläche in den Lichtleiter eingestrahltes und aus dessen Auskoppelfläche ausgekoppeltes Licht auf eine in einem Abstand von der optischen Vorrichtung vorgesehene Projektionsebene zu projizieren, um dort ein Bild eines Musters einer der Lichtauskoppelfläche im Strahlengang nachgelagerten Bildmaske, insbesondere eines Gobos zu erzeugen. Die Aspekte betreffen insbesondere auch einen statischen Projektor und/oder einen Gobo-Projektor.
Stand der Technik
Solche optischen Vorrichtungen finden insbesondere in statischen Projektoren Verwendung. Allgemein dienen statische Projektoren dazu, ein Bild eines Logos oder Zeichens in einer Projektionsebene zu erzeugen, die durch eine beliebige Fläche, beispielsweise eine Wand oder ein Boden in einem Theater (Bühnenbeleuchtung), oder im Automobilbereich eine von einem Fahrzeug aus beleuchtete Straße etc. repräsentiert sein kann. Bekannte statische Projektoren sind gewöhnlich aus einer Lichtquelle, häufig Halogenlampen oder insbesondere auch LEDs oder Laserdioden, einer Illuminationsoptik zum Aufsammeln des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts, einem Modulator wie etwa eine Bildmaske beziehungsweise ein Gobo (graphical optical blackout), und aus einer Projektionsoptik aufgebaut.
Mit Hilfe der Aufsammel- bzw. Illuminationsoptik kann das von der Lichtquelle abgegebene Licht z.B. auf ein Gobo gelenkt werden, bei dem es sich ohne Beschränkung der Allgemeinheit um ein chrom- oder aluminiumbeschichtetes Klarglas oder im Fall von LEDs als Lichtquellen auch um entsprechend beschichteten oder behandelten Kunststoff handeln kann. Die transparenten Bereiche des Gobos werden dadurch ausgeleuchtet, so dass durch die Projektionsoptik anschließend ein Bild der durch den Gobo definierten Maske in der Projektionsebene erzeugt werden kann.
In Fig. 1 ist ein Beispiel einer bekannten optischen Vorrichtung 100 gezeigt, wie sie im Automobilbereich Verwendung finden kann. Eine Lichtquelle 116, die vorzugsweise als LED mit einer sich in einer X-Y-Ebene erstreckenden lichtemittierenden Oberfläche mit einer Fläche von z.B. 1 mm2 ausgebildet und auf einer Platine montiert ist, emittiert Licht entlang einer zur X-Y-Ebene senkrechten Hauptabstrahlrichtung Z, die gleichzeitig die optische Achse eines Systems aus zwei Kollimationslinsen 110 sowie einem Triplett aus Projektionslinsen 120 ausbildet. Die Kollimationslinsen 110 bilden eine Illuminationsoptik für die im Strahlengang nachfolgend angeordnete Bildmaske 114 bzw. den Gobo, und homogenisieren bzw. kollimieren das Licht zu diesem Zweck. Die Linsen 120 bilden eine Projektionsoptik, die das Licht durch eine Apertur 122 bzw. Lochblende hindurch in eine in Fig. 1 nicht gezeigte Projektionsebene projizieren.
Bei den nicht nur in Fahrzeugen hohen Anforderungen an geringem Bauraum und geringer Wärmeentwicklung werden vorzugsweise LEDs verwendet. Dennoch beträgt eine Länge der in Fig. 1 gezeigten optischen Vorrichtung 100 beispielsweise immer noch ungefähr 28 mm. Von den durch die LED erzeugten 320 Im an Lichtstrom erreichen beispielsweise nur 130 Im die Bildmaske 114 (d.h., 40,6 %) und 50 Im die für die Projektion vorgesehene (imaginäre) Projektionsebene (d.h., 15,6 %, ohne Abzug der Bildmaskenabsorption). Um eine befriedigende Beleuchtungsstärke zu erhalten muss daher die Leistung der LED hinreichend groß bemessen sein, welches aber negative Auswirkungen auf die Wärmeentwicklung hat und weitere Maßnahmen der Wärmeabfuhr erforderlich macht.
Fig. 2 zeigt ein weiteres bekanntes Beispiel einer optischen Vorrichtung 200. Im
Unterschied zur in Fig. 1 gezeigten optischen Vorrichtung 100 ist hierbei die
Illuminationsoptik durch einen Lichtleiter 210 (mit Flansch 218 zum Positionieren und Befestigen des Lichtleiters 210) bereitgestellt, wobei eine Bildmaske 214 in einer Ausnehmung des Flanschabschnittes aufgenommen ist. Der Lichtleiter 210 dient als Lichtmischstab beziehungsweise Integrator und besitzt die Form eines sich verjüngenden Stabs (Taper) und kann z.B. aus Glas, Kunststoff oder Silicon gebildet sein. Die Lichtmischung aufgrund von vielfachen inneren Totalreflexionen der aufgesammelten Lichtstrahlen an den Seitenflächen des Lichtleiters führt zu einer sehr guten und gewünschten Homogenisierung des resultierenden Lichtstrahlbündels. Die Lichteinkoppelfläche 211 kann sehr nah an die Lichtabstrahlfläche (im Beispiel nur noch 0,6 mm2) der LED (bzw. Lichtquelle 216) geführt werden, so dass die Ausbeute vergleichsweise hoch ist. Ferner wird in der optischen Anordnung 200 die Projektionsoptik durch nur noch eine bi-konvexe Linse 220 gebildet, die das aus einer Lichtauskoppelfläche 212 des Lichtleiters 210 ausgekoppelte Licht durch die Apertur 222 bzw. Lochblende in die vorgesehene Projektionsebene (nicht gezeigt) projiziert.
In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel erzeugt die LED einen Lichtstrom von nur noch 113 Im, von welchem ein Anteil von 68,4 Im die Bildmaske erreicht (d.h., 60,5 %) und ein Anteil von 52,7 Im die vorgesehene Projektionsebene (z.B. einen Boden vom Fahrzeug ausgesehen) erreicht (d.h., 46,6 % ohne Abzug durch Maskenabsorption). Die Beleuchtungsstärke in der Projektionsebene (Boden) beträgt 400 Lux gegenüber 250 Lux im obigen Beispiel, und die Homogenität beträgt 72 % gegenüber 66 % in obigem Beispiel. Insbesondere beträgt aber die Länge der optischen Vorrichtung 200 nur noch 15,3 mm.
Trotz dieser Fortschritte gibt es immer noch das Bestreben, die Längendimension der optischen Vorrichtung zu verringern, und das Wärmebudget zu verbessern, bzw. bei vorgegebenem Wärmbudget mehr Leistung und Lichtstrom einsetzen zu können ohne dass die Dauerhaftigkeit der optischen Vorrichtung beeinträchtigt wird.
In der Druckschrift DE 10 2019 107 001 A1 wird eine optische Vorrichtung vorgeschlagen, die zwei optische Systeme umfasst, die individuell steuerbar sind. Die beiden optischen Systeme umfassen je eine LED, die Licht von einer umlaufenden Seitenfläche aus in einen schichtförmigen Lichtleiter einkoppeln kann. Das erste optische System besitzt eine Lichtauskoppelseite, über die das Licht des entsprechenden schichtförmigen Lichtleiters in eine dieser gegenüber liegende Lichteinkoppelseite des zweiten optischen Systems und damit in deren schichtförmigen Lichtleiter eingekoppelt werden kann. Mittels einer zwischen den optischen Systemen liegenden Bildmaske (Gobo) kann dabei ein Muster, Zeichen oder Logo übertragen werden. Auf der im zweiten optischen System anderen, gegenüberliegenden Seite befindet sich die eigentliche Lichtauskoppelseite der gesamten optischen Vorrichtung. Sowohl im ersten optischen System als auch im zweiten optischen System ist jeweils zwischen dem schichtförmigen Lichtleiter und der betreffenden Lichtauskoppelseite eine Lichtbeeinflussungsschicht angeordnet, bei der es sich um eine prismatische Folie handeln kann, die die Wahrnehmung der Helligkeit des abgestrahlten Lichts für den geeignet positionierten Betrachter erhöhen kann. Die vorgeschlagene optische Vorrichtung kann als Anzeige- und Signalfläche an Fahrzeugen angebracht sein und sich räumlich der jeweiligen Oberfläche anpassen.
Darstellung von Aspekten der Erfindung
Einigen der nachfolgend beschriebenen Aspekten liegt eine Aufgabe zugrunde, die oben mit Bezug auf die in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Nachteile zu adressieren und insbesondere eine optische Vorrichtung mit einer geringeren Längendimension bereitzustellen. Alternativ kann einigen hier vorgeschlagenen Aspekten auch eine Aufgabe zugrunde liegen, mehr Flexibilität beispielsweise auch hinsichtlich der farblichen Auswahl der Projektion zu schaffen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine optische Vorrichtung, die wenigstens eine Lichtquelle, einen Lichtleiter, eine Licht-Recycling-Optik, eine Projektionsoptik und eine Bildmaske umfasst. Der Lichtleiter weist eine Lichteinkoppelfläche, die der wenigstens einen Lichtquelle zugewandt ist, um ein von der wenigstens einen Lichtquelle abgestrahltes Licht in den Lichtleiter einzukoppeln, und eine Lichtauskoppelfläche auf, durch welche das in den Lichtleiter eingekoppelte Licht aus diesem ausgekoppelt wird.
Die Licht-Recycling-Optik ist ausgelegt, das aus der Auskoppelfläche ausgekoppelte
Licht stärker in eine Richtung zu einer Projektionsoptik zu lenken, oder anders ausgedrückt: eine Lichtstärke des aus der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelten Lichts in Bezug auf eine gegenüberliegend angeordnete Projektionsoptik zu erhöhen. Sie dient dazu, das ausgekoppelte Licht besser zu verwerten, indem das Licht in Richtung zur Projektionsoptik gelenkt wird, während Lichtstrahlen, die in andere Richtungen entweichen würden, durch die Optik zu einem beträchtlichen Anteil "recycelt" werden, insbesondere durch mehrfache Rückreflexionen, solange, bis sie aufgrund des geometrischen Aufbaus der Licht-Recycling-Optik auch noch in Richtung der Projektionsoptik gelenkt werden. Ein diesbezügliches, nachfolgend beschriebenes Ausführungsbeispiel stellen Helligkeitsverbesserungsfolien (BEF, brightness enhancement films) dar, wie sie beispielsweise auf dem Gebiet der hintergrundbeleuchteten Flüssigkristallbildschirme (LCD, liquid crystal displays) bekannt sind. Die Lichtausbeute der Vorrichtung wird dadurch deutlich erhöht.
Die Projektionsoptik ist ausgelegt, das aus der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelte Licht zumindest teilweise auf eine in einem Abstand von der optischen Vorrichtung vorgesehene (imaginäre oder reale) Projektionsebene zu projizieren. Die Projektionsoptik kann ein optisches Element (z.B. ähnlich wie in Fig. 2 gezeigt) oder aber auch mehrere optische Elemente (z.B. ähnlich wie in Fig. 1 gezeigt) aufweisen. Die Bildmaske ist in einem Strahlengang des Lichts zwischen der Lichtauskoppelfläche und der Projektionsoptik vorgesehen. Bei der Bildmaske kann es sich um ein Gobo handeln, beispielsweise ein transparentes Substrat mit teilreflektierenden oder Licht absorbierenden Strukturen darauf, die ein abzubildendes Muster, Logo oder Zeichen repräsentieren bzw. dieses durch offen gelassene Bereiche ausbilden.
Vorgeschlagenen Aspekten der Erfindung zufolge ist der Lichtleiter als eine flache Schicht mit zwei einander in einem Abstand gegenüberliegenden Hauptflächen und zumindest einer den Rand der flachen Schicht ausbildenden Seitenfläche ausgebildet. Die wenigstens eine Lichtquelle ist der zumindest einen Seitenfläche zugewandt, so dass die Seitenfläche die Lichteinkoppelfläche ausbildet bzw. diese umfasst. Eine erste der beiden Hauptflächen bildet die Lichtauskoppelfläche aus und ist der Licht- Recycling-Optik und der Projektionsoptik zugewandt. Durch diesen Aufbau wird Licht in den Lichtleiter von der Seite eingekoppelt. Der Aufbau des Lichtleiters als flache Schicht hat zur Folge, dass seine Ausdehnung in der X- und Y-Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung Z größer ist als seine durch den Abstand zwischen den Hauptflächen festgelegte Dicke. Die Ausdehnung entlang der optischen Achse wird folglich erheblich verkürzt, da die Lichtquelle(n) seitlich angeordnet sind und die Homogenisierung des Lichts im Lichtleiter quer zur optischen Achse der Projektionsoptik erfolgt und die dafür benötigte Länge damit kaum mehr zur Gesamtlänge der Vorrichtung beiträgt. Damit einhergehend
Durch die Licht-Recycling-Optik wird dabei die Ausbeute des Lichts erheblich verbessert und die Praktikabilität der Vorrichtung überhaupt erst ermöglicht, während die Dicke einer solchen Optik ebenfalls wenig zur Länge der Vorrichtung beiträgt.
Damit einhergehend entsteht ein weiterer Vorteil dadurch, dass die Homogenität der Beleuchtungsstärke deutlich verbessert wird. Gründe dafür bestehen z.B. in einer größeren Anzahl der Reflexionen in dem Lichtleiter, speziellen Formen und Dichten der Auskoppelstrukturen sowie in der Einspeisung recycelten Lichts. Klassisch gilt, dass je länger z.B. der stabförmige Lichtleiter (Taper) ist, desto besser die Homogenisierung - auf Kosten der Gesamtlänge der Vorrichtung entlang der optischen Achse. Auch vorliegend kann eine gewünschte Länge des Lichtleiters gewählt werden. Diese erstreckt sich nun aber in Querrichtung und trägt damit nicht mehr zur Gesamtlänge in Hauptabstrahlrichtung bei.
Außerdem ermöglicht die flache Bauform des Lichtleiters eine sehr verteilte Anordnung von Lichtquellen bzw. Lichteinkoppelflächen, so dass ein wesentlicheres günstigeres Wärmebudget möglich wird und gegebenenfalls auch größere Anzahlen von Lichtquellen berücksichtigt werden können.
Einer Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge umfasst die Licht-Recycling- Optik der optischen Vorrichtung eine erste Helligkeitsverbesserungsfolie (englisch: brightness enhancement film, BEF), die oberhalb der ersten Hauptfläche angeordnet und eingerichtet ist, das aus der Auskoppelfläche ausgekoppelte Licht stärker in eine Richtung zu der Projektionsoptik zu lenken. Solche Folien konzentrieren das Licht in kleineren Winkeln und erreichen dadurch eine höhere Lichtstärke (Lichtstrom pro Raumwinkel). Dieser kleinere Raumwinkel ist auf die Projektionsoptik gerichtet. Solche Folien eigenen sich besonders für den vorgesehenen Zweck und sind besonders dünn. Ferner sind sie vergleichsweise kostengünstig.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge ist die erste Helligkeitsverbesserungsfolie eine erste prismatische Folie, deren prismenartige Zeilen sich entlang einer ersten Richtung erstrecken.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge umfasst die Licht- Recycling-Optik eine zweite Helligkeitsverbesserungsfolie, die oberhalb der ersten Hauptfläche angeordnet und eingerichtet ist, das aus der Auskoppelfläche ausgekoppelte Licht stärker in eine Richtung zu der Projektionsoptik zu lenken, und die eine zweite prismatische Folie ausbildet, deren prismenartige Zeilen sich entlang einer zweiten Richtung erstrecken, die quer zur ersten Richtung liegt, vorzugsweise senkrecht zu dieser. Durch beide Folien werden mit diesem Aufbau die Lichtstrahlen in bspw. zueinander senkrechten Richtungen linear zur gegenüberliegenden Projektionsoptik gelenkt. Alternativ ist es aber durchaus möglich eine einzige Helligkeitsverbesserungsfolie mit prismenartigen Zeilen einzurichten, die jeweils eine z.B. eine Polygonalform, insbesondere eine Hexagonalform besitzen, etc., wodurch ein ähnlicher Effekt erzielt werden kann.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge umfasst die optische Vorrichtung eine Diffusorschicht, die zwischen der ersten Hauptfläche und der ersten Helligkeitsverbesserungsfolie angeordnet ist und das ausgekoppelte Licht streut, bevor es von der Helligkeitsverbesserungsfolie in eine Richtung zu der Projektionsoptik gelenkt wird. Dies erhöht die Homogenität des ausgekoppelten Lichts.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge ist eine Oberfläche des Lichtleiters außer der jeweils der wenigstens einen Lichtquelle zugewandten Lichteinkoppelfläche und außer der Lichtauskoppelfläche mit einer nach innen reflektierenden Beschichtung versehen. Dies ermöglicht Mehrfachreflektionen im Lichtleiter und erhöht damit den Grad der Homogenisierung, aber auch den Grad der Lichtausbeute.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge umfasst die optische Vorrichtung eine Anzahl von Lichtauskoppelstrukturen, die in oder an der zweiten der beiden Hauptflächen eingerichtet und ausgelegt sind, das von der wenigstens Lichtquelle eingekoppelte und den Lichtleiter entlang laufende Licht zu reflektieren und durch die Lichtauskoppelfläche hindurch aus dem Lichtleiter heraus zu lenken. Solche Lichtauskoppelstrukturen können z.B. in den Kunststoff des Lichtleiters eingedrückt sein (oder im Fall von Glas eingeformt oder eingearbeitet sein), können aber auch als Tinte oder Farbe (engl. Paint) von der Oberfläche her eingebracht sein. Die Lichtauskoppelstrukturen sind bevorzugt nicht periodisch und haben unterschiedliche Formen, eine große Rauheit für Reflexion und Tiefe (falls sie als eingedrückte bzw. eingeprägte oder eingeformte etc. Strukturen ausgebildet sind).
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge ist die wenigstens eine Lichtquelle eine LED.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge sind eine Vielzahl von LEDs als Lichtquellen vorgesehen, die jeweils einer ihr zugeordneten Lichteinkoppelfläche zugewandt sind und Licht über diese Lichteinkoppelfläche in den Lichtleiter einkoppeln. Der flache schichtartige Lichtleiteraufbau ermöglicht einen vergleichsweise langen um laufenden Rand mit Seitenflächen, so dass umfangreiche Platzierungsmöglichkeiten für die Lichtquellen bestehen. Im Vergleich zum konventionellen Aufbau mit Kollimationslinsen oder stabförmigen Lichtleiter (Taper) ist dadurch die Flexibilität und ggf. auch die Leistung erhöht.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge emittieren wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei, der LEDs Licht in einem voneinander verschiedenen Wellenlängenbereich. Es wird dadurch möglich, eine Projektion mit einer Farbdynamik zu realisieren. Es kann zu diesem Zweck eine entsprechende Steuervorrichtung vorgesehen sein, welche die Leistung der jeweiligen LEDs oder Gruppen von LEDs getrennt und individuell ansteuert. Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge legt jede der LEDs durch die Position und Ausrichtung sowie die ihr zugeordnete Lichteinkoppelfläche in dem Lichtleiter eine Abstrahlrichtung fest. Ferner ist ein in dem Lichtleiter der jeweiligen Lichteinkoppelfläche durch die Abstrahlrichtung direkt gegenüberliegender Bereich der zumindest einen den Rand der flachen Schicht ausbildenden Seitenfläche nicht als Lichteinkoppelfläche einer jeweils anderen der LEDs eingerichtet. Dies erhöht die Lichtausbeute, da einander unmittelbar gegenüberliegende LEDs das auf sie einfallende Licht der jeweils anderen LED zum großen Teil absorbieren würden.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge umfasst die optische Vorrichtung eine Apertur bzw. Lochblende, durch welche hindurch das Licht durch die Projektionsoptik in die vorgesehene Projektionsebene projiziert wird.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge beträgt eine Länge der optischen Vorrichtung gemessen entlang einer optischen Achse der Projektionsoptik einschließlich des Lichtleiters und der Apertur insgesamt 14 mm oder weniger. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Länge 13 mm oder weniger, weiter bevorzugt 12 mm oder weniger. Optimale Längen der optischen Vorrichtung betragen bevorzugt 11 mm oder weniger. Wie beschrieben bedeutet dies eine erhebliche Längenminderung und dadurch eine Reduzierung des erforderlichen Bauraums, beispielsweise im Kraftfahrzeug, im Vergleich zum konventionellen Fall.
Einer weiteren Weiterbildung des beschriebenen Aspekts zufolge beträgt eine Länge des Lichtleiters gemessen entlang einer optischen Achse der Projektionsoptik einschließlich der möglichen Beschichtungen und Folien wie oben beschrieben, aber ohne Bildmaske insgesamt 3 mm oder weniger.
Aspekte der vorgeschlagenen Lösung richten sich auch auf ein Fahrzeug, das eine optische Vorrichtung gemäß oben genannten Aspekten, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen aufweist, wobei die Hauptabstrahlrichtung der optischen Vorrichtung von einer entsprechenden Bauposition am Fahrzeug auf einen Boden gerichtet ist, auf dem das Fahrzeug steht oder fährt, wobei der Boden die vorgesehene Projektionsebene ausbildet. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Es zeigen:
Fig.1 in einer schematischen Darstellung eine optische Vorrichtung gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel, bei dem als Illuminationsoptik Kollimationslinsen verwendet werden;
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung eine optische Vorrichtung gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel, bei dem als Illuminationsoptik ein als Taper ausgeführter Lichtleiter verwendet wird;
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung einen Querschnitt durch einen als flache Schicht ausgebildeten Lichtleiter einer optischen Vorrichtung gemäß einen Ausführungsbeispiel, mit Lichtquelle, Licht-Recycling Optik und Bildmaske (Gobo);
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer optischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 eine Seitenansicht der optischen Vorrichtung aus Fig. 4 von vom rechts;
Fig. 6 eine Seitenansicht der optischen Vorrichtung aus Fig. 4 von vom links;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die optische Vorrichtung aus Fig. 4 von oben. In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ist zu berücksichtigen, dass die vorliegende Offenbarung der verschiedenen Aspekte nicht auf die Details des Aufbaus und der Anordnung der Komponenten beschränkt ist, wie sie in der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren dargestellt sind. Die Ausführungsbeispiele können auf verschiedenen Wegen in die Praxis umgesetzt oder ausgeführt werden. Es ist des Weiteren zu berücksichtigen, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie lediglich zum Zweck der konkreten Beschreibung verwendet wird und diese sollten nicht durch den Fachmann als solche in einschränkender Weise ausgelegt werden.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer optischen Vorrichtung 1 gemäß hier vorgeschlagener Aspekte ist in Fig. 3 dargestellt. Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung insbesondere einen Querschnitt durch einen als flache Schicht ausgebildeten Lichtleiter 10 einer optischen Vorrichtung 1 mit Lichtquelle 16, Licht- Recycling Optik und Bildmaske 14 (Gobo). Eine Projektionsoptik und eine Apertur bzw. Lochblende sind hier der Einfachheit halber weggelassen.
Der Lichtleiter 10 ist als flache Schicht aus Kunststoff (alternativ: Glas) ausgebildet und besitzt eine Dicke von ungefähr 1 ,5 mm. Die Werte der Ausdehnung der Schicht in den zueinander senkrechten X- und Y-Richtung quer zur Hauptabstrahlrichtung Z können wie im nachfolgend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel ohne Beschränkung der Allgemeinheit z.B. zwischen 20 und 30 mm betragen, jedenfalls deutlich mehr als die Dicke und entsprechende Logo-Größe 143. Der Lichtleiter 10 besitzt eine erste Hauptfläche 30 und eine zweite Hauptfläche 32, die der ersten Hauptfläche 30 gegenüberliegt. Bei im Wesentlichen konstanter Schichtdicke, die dem Abstand d (ungefähr 1 ,5 mm) der beiden Hauptflächen 30, 32 entspricht, sind die beiden Hauptflächen 30, 32 parallel zueinander.
Die flache Schicht des Lichtleiters 10 besitzt einen umlaufenden Rand 29. Dieser Rand 29 wird durch eine Seitenfläche 13 gebildet. Im Fall einer quaderförmigen, flachen Schicht setzt sich diese Seitenfläche 13 beispielsweise aus vier Teilflächen zusammen, mehr oder weniger solcher Teilflächen sind abhängig von der Bauform aber auch möglich. Ebenso können statt Ecken auch Rundungen vorgesehen sein. Vorzugsweise steht die Seitenfläche 13 senkrecht zu den beiden Hauptflächen, es können jedoch auch schräge Teilflächenabschnitte sowohl an der Seitenfläche 13 als auch an den beiden Hauptflächen 30, 32 vorgesehen sein.
An wenigstens einer Position ist der Seitenfläche 13 eine Lichtquelle 16, vorzugsweise eine LED, dieser vis-a-vis gegenüberliegend angeordnet. Die Seitenfläche 13 ist an dieser Stelle transparent, so dass dieser Bereich als Lichteinkoppelfläche 11 für das von der Lichtquelle 16 emittierte Licht (hier beispielsweise Licht im visuellen Wellenlängenbereich) dienen kann, wenn die Lichtquelle 16 von einer nicht gezeigten Steuervorrichtung mit Leistung versorgt wird.
Bei der Lichtquelle 16 kann es sich beispielsweise um eine sogenannt Sidelooker-LED handeln, deren Package-Ausdehnung (Höhe) z.B. 1 ,5 mm betragen kann (ein entsprechender Chip selbst kann ohne Beschränkung der Allgemeinheit beispielsweise Kantenlängen von etwa 300 - 500 pm besitzen, andere Werte sind nicht ausgeschlossen). Solche LEDs werden auch als "Side-Emitting"-LED oder auch als "Side-View"-LED bezeichnet. Diese sind meist als ein SMD-Bauteil ausgebildet, welches für die direkte Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger geeignet ist (nicht in Fig. 3 gezeigt). Ein Vorteil der Sidelooker-LEDs liegt darin, dass mittels dieser Licht direkt und ohne weitere optische Hilfsmittel parallel zum Schaltungsträger (nicht gezeigt) ausgesandt werden kann. Liegt der Lichtleiter 10 an diesem auf, strahlt die LED unmittelbar in die Seitenfläche 13 bzw. Lichteinkoppelfläche 11 und damit in die flache Schicht ein. Die Chiphöhe (hier z.B. 0,75 mm) ist dabei an die Schichtdicke (Abstand d) bzw. die entsprechende Höhe der Seitenfläche (ungefähr 1 ,5 mm) angepasst. Infolgedessen kann ein besonders großer Anteil des abstrahlten Lichts in den Lichtleiter 10 über die Lichteinkoppelfläche 11 eingekoppelt und dadurch eine hohe Lichtausbeute erzielt werden. Ferner ist anzumerken, dass derartige LEDs aktuell in hohen Stückzahlen gefertigt werden und daher bei gutem Leistungsergebnis besonders preiswert sind.
Das oben mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene ist auch auf die Fig. 4-7 anwendbar. Die (in Fig. 3 untere) zweite Hauptfläche 32 ist nahezu vollflächig durch eine Reflexionsschicht oder einen Vollspiegel 44 bedeckt, die/der dazu beiträgt, dass durch die zweite Hauptfläche 32 kein bzw. kaum Licht ausgekoppelt und von dort stattdessen in den Kunststoff bzw. das Glas oder das sonstige transparente Material des Lichtleiters 10 zurück reflektiert wird. Auch auf der der Lichteinkoppelfläche 11 in dem Lichtleiter 10 in Richtung seiner Normalen bzw. in der Abstrahlrichtung der Lichtquelle 16 gegenüberliegenden Seitenfläche 13 ist die Reflexionsschicht oder der entsprechende Vollspiegel 44 ausgebildet. Aufgrunddessen breitet sich das über die Lichteinkoppelfläche 11 eingekoppelte Licht im Lichtleiter 10 aus und wird an den Haupt- und Seitenflächen 13, 30, 32 vielfach zurückreflektiert und dadurch homogenisiert. Die horizontale Ausdehnung des Lichtleiters 10 in Fig. 3 ist nicht maßstabsgetreu sondern vielmehr stark verkleinert abgebildet, so dass eine ausreichende Länge der flachen Schicht in der entsprechenden X- und Y-Richtung auch für einen ausreichende Homogenisierung sorgt.
Wie in Fig. 3 erkennbar ist, sind an einer rein beispielshaft mittigen Position in der zweiten Hauptfläche 32 Lichtauskoppelstrukturen 45 vorgesehen. Es kann sich dabei um beliebige Strukturen handeln, an denen das den Lichtwellenleiter 10 entlang laufende Licht in eine in Fig. 3 im Wesentlichen vertikale Richtung, d.h. , in die Hauptabstrahlrichtung Z reflektiert wird. Ausführungsbeispielen zufolge werden sie in eine Vielzahl von Richtungen reflektiert, jedoch können die nicht im Wesentlichen vertikal reflektierten Strahlen nicht durch die erste Hauptfläche 30 bzw. die dort eingerichtete Auskoppelfläche 12 austreten und werden daher wieder den mehrfach hin und her reflektierenden Strahlen und somit dem dadurch homogenisierten Licht im Lichtleiter 10 zugeführt. Die Lichtauskoppelstrukturen 45 sind bevorzugt nicht periodisch und können eine voneinander unterschiedliche Form, Größe, Rauheit und Tiefe (ausgehend von der Oberfläche der zweiten Hauptfläche) besitzen. Die Lichtauskoppelstrukturen 45 können in den Kunststoff der flachen Schicht des Lichtleiters 10 von der zweiten Hauptfläche 32 her mit einem Werkzeug eingedrückt sein, oder in das Glas der flachen Schicht eingeformt oder eingeschnittenZ-gefräst sein. Sie können aber auch als Farbe bzw. Tinte (engl. Paint) von der Oberfläche her eingebracht sein, beispielsweise als weiße Tropfen aus TiO2, um das einfallende Licht zu streuen. Andere Formen von Lichtauskoppelstrukturen sind ebenso möglich. Wie ebenfalls der Fig. 3 entnommen werden kann, liegt den in der zweiten Hauptfläche 32 angeordneten Lichtauskoppelstrukturen 45 im mittigen Bereich des Lichtleiters 10 in vertikaler Richtung (in Hauptabstrahlrichtung Z bzw. in Richtung der durch die (in Fig. 3 allerdings nicht gezeigte) Projektionsoptik 20 festgelegten optischen Achse die Lichtauskoppelfläche 12 gegenüber, die in der ersten Hauptfläche 30 des Lichtleiters 10 ausgebildet ist.
Die Lichtauskoppelfläche 12 ist im Regelfall nicht strukturell abgegrenzt. Sie ist vielmehr eher funktional dadurch festgelegt, dass Bereiche der ersten Hauptfläche 30, in denen die von den Lichtauskoppelstrukturen 45 reflektierten Lichtstrahlen durchweg totalreflektiert werden, nicht mehr zur Lichtauskopplung beitragen und daher eigentlich nicht mehr zur Lichtauskoppelfläche 12 gehören. Die Auskoppelfläche 12 kann außerdem als eine streuende Oberfläche mit der Funktion einer Diffusorschicht 41 ausgeführt sein, um Licht aus der total reflektierten Strahlung (TIR) zum ausgekoppelten Licht dazu zu gewinnen. Andererseits kann auch die nahezu komplette erste Hauptfläche 30 die Lichtauskoppelfläche 12 bilden, wenn überall Strahlung auskoppelbar ist.
Gleichwohl ist eine dedizierte strukturelle Abgrenzung der Lichtauskoppelfläche (etwa durch eine lokal vorgesehene Reflexionsbeschichtung) keinesfalls von dem durch die beigefügten Ansprüche festgelegten Schutzumfang ausgeschlossen.
Auf der ersten Hauptfläche 30 des Lichtleiters ist in dem Ausführungsbeispiel unmittelbar eine Licht-Recycling-Optik angeordnet. Diese umfasst einen Stapel aus Schichten 41 - 43 bzw. Filmen oder Folien. Als unterste Schicht ist auf der ersten Hauptfläche 30 eine Diffusorschicht 41 vorgesehen, welche die ausgekoppelte Strahlung zunächst diffus streut, um eine Zuordnung zu den einzelnen Lichtauskoppelstrukturen 45 aufzulösen und damit zu einer homogenen Verteilung der Beleuchtungsstärke führt.
Wie weiter in der Fig. 3 zu sehen ist, ist auf der Diffusorschicht 41 eine erste
Helligkeitsverbesserungsfolie 42 (brightness enhancement film, BEF) und auf dieser eine zweite Helligkeitsverbesserungsfolie 43 aufgebracht. Diese beiden sind aus einem transparenten Kunststoff gebildet und sind als erste bzw. zweite prismatische Folien geformt. Diese weisen jeweils prismenartige Zeilen 47, 48 z.B. aus Acryl mit einer Höhe von je 25 pm auf, die sich entlang einer ersten bzw. zweiten Richtung erstrecken, wenn die beiden Folien auf der Diffusorschicht positioniert sind. Die Folien können durch einen Luftspalt getrennt sein, um ihre optischen Funktionen ausüben zu können. Die Folie selbst kann jeweils z.B. aus einem 125 pm dicken PET-Film gebildet sein. Die erste Richtung und die zweite Richtung stehen senkrecht aufeinander. Das Grundprinzip der Licht-Recycling-Optik ist aus dem Bereich der Helligkeitsverbesserung bei Flüssigkristallanzeigen (LCD-backlighting) bekannt.
Den prismenartigen Zeilen 47, 48 der beiden Helligkeitsverbesserungsfolien 42 und 43 wird die Strahlung aus der Diffusorschicht 41 von (in Fig. 3) unten zugeführt. Die Prismen weisen in die Hauptabstrahlrichtung Z. Durch diesen Aufbau werden bei einer typischen Streuung in der Diffusorschicht und typischen Prismenparametern in einem speziellen Fall beispielsweise 36,8 % verwertbares Licht, das die Licht-Recycling - Optik im Wesentlichen in der Hauptabstrahlrichtung verlässt, 5,3 % unter großem Winkel einfach innenreflektiertes Licht, das im Wesentlichen verloren ist, 11 ,8 % unter kleinerem Winkel einfach innenreflektiertes Licht, das vom benachbarten Prisma entgegen der Hauptabstrahlrichtung Z nach innen gebrochen oder reflektiert und damit recycelt wird, sowie 46,3 % zweifach im Prisma innenreflektiertes Licht erhalten, bei dem das Licht ebenfalls entgegen der Hauptabstrahlrichtung Z rückgeführt und recycelt wird (d.h. einer Wiederverwertung im Lichtleiter 10 zugeführt wird).
Die Zahlen zeigen, dass eine starke Bündelung der austretenden Strahlung in Hauptabstrahlrichtung erfolgt - bei geringen Lichtverlusten unter großem Winkel sowie bei einem hohen Anteil an rückgeführter und damit (nach Mehrfachreflektion im Lichtleiter 10) wiederverwertbarer Strahlung im Lichtleiter 10.
Des Weiteren zeigt die Fig. 3 eine in einem Abstand von den Helligkeitsverbesserungsfolien 42, 43 angeordnete Bildmaske 14 (Gobo). Die Bildmaske 14 kann eine transparente Schicht 141 sowie eine darauf angeordnete teilreflektierende Schicht 142 aufweisen. In dieser teilreflektierenden Schicht 142 können musterbildende Strukturen 143 ausgeschnitten sein, die zusammen ein gewünschtes Zeichen, Logo oder Muster ausbilden, das von der optischen Vorrichtung in eine Projektionsebene zu projizieren ist. In den Bereichen dieser musterbildenden Strukturen 143 kann die Strahlung durch die Bildmaske 14 hindurchtreten. Die übrige Strahlung wird an der teilreflektierenden Schicht reflektiert und wiederum der Wiederverwertung (Recycling) in der Licht-Recycling-Optik zugeführt. Die musterbildenden Strukturen 143 können rein beispielhaft eine Fläche von 3 mm x 3 mm einnehmen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel, das auf dem in der Fig. 3 gezeigten Aufbau basiert, ist in den Fig. 4 bis 7 gezeigt, die eine entsprechende optische Vorrichtung aus 4 jeweils unterschiedlichen Perspektiven illustrieren.
Die optische Vorrichtung 1 weist hier auch wieder die Grundkomponenten von Lichtquellen 16, einem Lichtleiter 10 mit darauf angeordneter Licht-Recycling -Optik (wie in Fig. 3) und einer Reflexionsbeschichtung, einer Bildmaske 14, einer Projektionsoptik 20 und einer Apertur 22 bzw. Lochblende auf. Es kommen dabei zwei Varianten in Betracht: (i) ein Abschlussfenster (die Apertur 22) mit Reflexionsschicht obendrauf und eine Öffnung in der Schicht 24, sowie (ii) zwei getrennte Elemente, nämlich zuerst zuerst die Apertur 22 mit Lochblende 24 und dann die transparente Abschlussscheibe. Die Längendimensionen können beispielhaft die gleichen wie oben angegeben sein. Insbesondere kann der Lichtleiter 10 in dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Dicke in Hauptabstrahlrichtung Z von 1 ,5 mm besitzen.
Der Lichtleiter 10 besitzt auch wieder einen quaderförmigen Aufbau, wobei aber an einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Quaders in Draufsicht (siehe insbesondere Fig. 7) trapezförmige Erweiterungen vorgesehen sind. Die je 2 in Draufsicht schrägen Teilflächen der umlaufenden Seitenfläche 13 des Lichtleiters bilden die Lichteinkoppelflächen 11 des Lichtleiters aus. Wie insbesondere in den Fig. 4 und 7 zu erkennen ist, ist diesen vier Lichteinkoppelflächen 12 jeweils eine Lichtquelle 16 zugeordnet, wobei es sich ohne Beschränkung der Allgemeinheit um vier z.B. grüne LEDs handeln kann. Wie die vier in Fig. 7 eingezeichneten Achsen zeigen, liegen durch den Aufbau mit stirnseitigen Erweiterungen auf quadratischem Grundaufbau die Abstrahlrichtungen einander gegenüber liegender Lichtquellen versetzt zueinander, um eine gegenseitige Absorption der eingekoppelten Strahlung zu vermindern und damit die Lichtausbeute zu erhöhen. Durch die Positionierung an den entfernt voneinander liegenden Ecken des Lichtleiters 10 ist ferner ein thermischer Energieeintrag auf den Lichtleiter 10 räumlich verteilt.
Die Projektionsoptik 20 wird in dem Ausführungsbeispiel durch eine bi-konvexe asphärische Linse gebildet. Andere Ausführungsformen mit mehreren Linsen sind ebenso möglich, ebenso wie Fresnel-Optiken, diffraktive Optiken, etc. Die optische Achse der Projektionsoptik 20 fällt mit der Hauptabstrahlrichtung Z der optischen Vorrichtung 1 zusammen und steht senkrecht zur ersten Hauptfläche 30 und zur zweiten Hauptfläche 32 sowie zur dazu parallel angeordneten Bildmaske 14. Ferner kann die optische Achse in einem Bereich durch den Lichtleiter 10 führen, wo die Lichtauskoppelstrukturen 45 positioniert sind. Die Abstrahlrichtung der Lichtquellen 16 liegt somit parallel zur Ebene der flachen Schicht des Lichtleiters und senkrecht zur optischen Achse und Hauptabstrahlrichtung Z der optischen Vorrichtung 1 . Die Umlenkung der Strahlung erfolgt also an den Lichtauskoppelstrukturen sowie die Bündelung zur 90°-Richtung hin (zur optische Achse) in der Licht-Recycling-Optik. Die Projektionsoptik 20 fokussiert die erhaltene Strahlung und projiziert das Bild der bestrahlten musterbildenden Strukturen der Bildmaske 14 durch die Apertur 22 bzw. Lochblende hindurch in die Projektionsebene.
Die Gesamtlänge in Hauptabstrahlrichtung Z bzw. entlang der optischen Achse der Projektionsoptik 20 kann beispielsweise 12 mm einschl. unterliegender Leiterplatte betragen. Die Länge von der zweiten Hauptfläche 32 incl. Beschichtung 44 bis einschließlich der Apertur 22 beträgt 10 mm. Damit ist die optische Vorrichtung 1 erheblich kürzer ausgelegt als solche aus dem Stand der Technik.
Es ist anzumerken, dass zahlreiche Abwandlungen von den oben beschriebenen Ausführungsformen möglich sind ohne von dem in den Ansprüchen bestimmten Schutzumfang abzuweichen. So kann beispielsweise der Lichtleiter anstatt der gezeigten quadratischen oder oktagonalen Form auch hexagonale, polygonale, runde oder andere Formen (in Draufsicht) besitzen. Ferner kann der Lichtleiter 10 auch flach, aber räumlich gekrümmt oder gewellt sein, um bestimmte Zwecke zu erfüllen.
Anstatt der 4 grünen LEDs können mit Vorteil auch andere Anzahlen und Typen von LEDs gewählt werden. Insbesondere kommen auch die oben erwähnten RGB Sidelooker LEDs in Frage, da sie dem Aufbau und der Größe nach besonders geeignet sind. Ferner können hier auch wie beschrieben verschiedenfarbige LEDs kombiniert werden. Eine beispielhafte Konfiguration sieht eine optische Vorrichtung 1 mit 3 (für RGB) x 8 (2 Sidelooker LEDs an jeder Seite) = 24 LED-Chips als Lichtquellen mit je 0,02 A x 3 V = 1 ,44 W Leistung vor. Ein konventioneller Gobo- Projektor einer LED zu 1 ,5 A x 3V = 4,5 W steht dazu im Vergleich. Letzterer bietet dabei aber nicht die Flexibilität der dynamischen Farbänderung und Skalierbarkeit.
BEZUGSZEICHENLISTE: optische Vorrichtung
Lichtleiter (flach und schichtförmig)
Lichteinkoppelfläche
Lichtauskoppelfläche
Seitenflächen
Bildmaske / Gobo transparente Schicht (Gobo) teilreflektierendeSchicht (Gobo)
Strukturen auf Gobo (Zeichen, Logo, Muster)
Lichtquelle
Projektionsoptik
Apertur, Lochblende transparentes Fenster (in Lochbende)
Rand erste Hauptfläche zweite Hauptfläche
Diffusorschicht erste Helligkeitsverbesserungsschicht (BEF), erste prismatische Folie zweite Helligkeitsverbesserungsschicht (BEF), zweite prismatische Folie
Reflektionsschicht
Lichtauskoppelstrukturen
Prismenzeile (erste Richtung)
Prismenzeile (zweite Richtung) optische Vorrichtung (Stand der Technik)
Kollimationslinsen Bildmaske / Gobo
Projektionslinsen
Lochblende optische Vorrichtung (Stand der Technik)
Lichtleiter (Taper)
Lichteinkoppelfläche
Lichtauskoppelfläche
Bildmaske / Gobo
Flansch bikonvexe asphärische Linse
Lochblende

Claims

Ansprüche:
1 . Optische Vorrichtung (1 ), umfassend wenigstens eine Lichtquelle (16); einen Lichtleiter (10) mit einer Lichteinkoppelfläche (11 ), die der wenigstens einen Lichtquelle (16) zugewandt ist , um ein von der wenigstens einen Lichtquelle (16) abgestrahltes Licht in den Lichtleiter (10) einzukoppeln, und mit einer Lichtauskoppelfläche (12), durch welche das in den Lichtleiter (10) eingekoppelte Licht aus diesem ausgekoppelt wird; eine Licht-Recycling-Optik, die ausgelegt ist, eine Lichtstärke des aus der Lichtauskoppelfläche (12) ausgekoppelten Lichts in Bezug auf eine gegenüberliegende Projektionsoptik (20) zu erhöhen; die Projektionsoptik (20), die ausgelegt ist, das aus der Lichtauskoppelfläche (12) ausgekoppelte und von der Licht-Recycling-Optik verstärkte Licht zumindest teilweise auf eine in einem Abstand von der optischen Vorrichtung (1 ) vorgesehene Projektionsebene (26) zu projizieren; eine Bildmaske (14), die in einem Strahlengang des Lichts zwischen der Lichtauskoppelfläche (12) und der Projektionsoptik (20) vorgesehen ist; wobei der Lichtleiter (10) als eine flache Schicht mit zwei einander in einem Abstand (d) gegenüberliegenden Hauptflächen (30, 32) und zumindest einer den Rand (29) der flachen Schicht ausbildenden Seitenfläche (13) ausgebildet ist; wobei die wenigstens eine Lichtquelle (16) der zumindest einen Seitenfläche (13) zugewandt ist, so dass die Seitenfläche (13) die Lichteinkoppelfläche (11 ) ausbildet; und eine erste der beiden Hauptflächen (30) die Lichtauskoppelfläche (12) ausbildet und der Projektionsoptik (20) zugewandt ist.
2. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei die Licht-Recycling-Optik umfasst: eine erste Helligkeitsverbesserungsfolie (42), die oberhalb der ersten Hauptfläche (30) angeordnet und eingerichtet ist, eine Lichtstärke des aus der Lichtauskoppelfläche (12) ausgekoppelten Lichts in Bezug auf eine gegenüberliegende Projektionsoptik (20) zu erhöhen.
3. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 2, wobei die erste Helligkeitsverbesserungsfolie (42) eine erste prismatische Folie ist, deren prismenartige Zeilen (47) sich entlang einer ersten Richtung erstrecken.
4. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 3, wobei die Licht-Recycling-Optik eine zweite Helligkeitsverbesserungsfolie (43) umfasst, die oberhalb der ersten
Hauptfläche (30) angeordnet und eingerichtet ist, eine Lichtstärke des aus der Lichtauskoppelfläche (12) ausgekoppelten Lichts in Bezug auf eine gegenüberliegende Projektionsoptik (20) zu erhöhen, und die eine zweite prismatische Folie ausbildet, deren prismenartige Zeilen (48) sich entlang einer zweiten Richtung erstrecken, die quer zur ersten Richtung liegt, vorzugsweise senkrecht zu dieser.
5. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend: eine Diffusorschicht (41 ), die zwischen der ersten Hauptfläche (30) und der ersten Helligkeitsverbesserungsfolie (42) angeordnet ist und das ausgekoppelte Licht streut, bevor es von der Helligkeitsverbesserungsfolie (42) in eine Richtung zu der Projektionsoptik (20) gelenkt wird.
6. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Oberfläche des Lichtleiters (10) außer der jeweils der wenigstens einen Lichtquelle (16) gegenüberliegenden Lichteinkoppelfläche (11 ) und außer der Lichtauskoppelfläche (12) mit einer nach innen reflektierenden Beschichtung (44) versehen ist.
7. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: eine Anzahl von Lichtauskoppelstrukturen (45), die in oder an der zweiten der beiden Hauptflächen (32) eingerichtet und ausgelegt sind, das von der wenigstens Lichtquelle (16) eingekoppelte und den Lichtleiter (10) entlang laufende Licht zu reflektieren und durch die Lichtauskoppelfläche (12) hindurch aus dem Lichtleiter (10) heraus zu lenken.
8. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die wenigstens eine Lichtquelle (16) eine LED ist.
9. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 8, wobei eine Vielzahl von LEDs als Lichtquellen (16) vorgesehen ist, die jeweils einer ihr zugeordneten Lichteinkoppelfläche (11 ) gegenüberliegen und Licht über diese Lichteinkoppelfläche (11 ) in den Lichtleiter (10) einkoppeln.
10. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 9, wobei wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei, der LEDs Licht in einem voneinander verschiedenen Wellenlängenbereich emittieren oder zumindest Licht in unterschiedlichen Spektren emittieren.
11 . Optische Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei jede der LEDs durch die Position und Ausrichtung sowie die ihr zugeordnete Lichteinkoppelfläche (11 ) in dem Lichtleiter (10) eine Hauptabstrahlrichtung festlegt, und ein in dem Lichtleiter (10) der jeweiligen Lichteinkoppelfläche (11 ) durch die Hauptabstrahlrichtung (Z) direkt gegenüberliegender Bereich der zumindest einen den Rand (29) der flachen Schicht ausbildenden Seitenfläche (13) nicht als Lichteinkoppelfläche (11 ) einer jeweils anderen der LEDs eingerichtet ist.
12. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , ferner umfassend: eine Apertur (22), durch welche hindurch das Licht durch die Projektionsoptik (20) in die vorgesehene Projektionsebene (26) projiziert wird.
13. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 12, wobei ein Länge der optischen Vorrichtung gemessen entlang einer optischen Achse der Projektionsoptik (20) einschließlich der Reflektionsschicht (44), des Lichtleiters (10) und der Apertur (22) insgesamt 14 mm oder weniger beträgt, vorzugsweise 13 mm oder weniger, weiter vorzugsweise 12 mm oder weniger, am meisten bevorzugt 11 mm oder weniger.
14. Optische Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 5, wobei eine Länge beziehungsweise Dicke des Lichtleiters (10) gemessen entlang einer optischen Achse der Projektionsoptik (20) einschließlich Beschichtungen und Folien aber ohne Bildmaske (14) insgesamt 3 mm oder weniger beträgt.
15. Fahrzeug umfassend eine optische Vorrichtung (1 ) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 14.
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