DE10022779A1 - Stabförmiger Lichtleiter - Google Patents
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Abstract
Stabförmiger Lichtleiter, insbesondere für eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer Stirnfläche als Lichteinkoppelfläche und einer in Richtung einer Längsachse angeordneten, quer zur Längsachse abstrahlenden Lichtaustrittsfläche und einer der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegenden reflektierenden Fläche mit lichtablenkenden Mitteln, wobei zwischen der Lichtaustrittsfläche und der reflektierenden Fläche mindestens eine erste defokussierende Seitenfläche angeordnet ist. Zwischen der Lichtaustrittsfläche und der reflektierenden Fläche der ersten defokussierenden Seitenfläche gegenüberliegend ist eine zweite defokussierende Seitenfläche angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft einen stabförmigen Lichtleiter, insbesondere für eine Be
leuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer Stirnfläche als
Lichteinkoppelfläche und einer in Richtung einer Längsachse angeordneten, quer
zur Längsachse abstrahlenden Lichtaustrittsfläche und einer der Lichtaustrittsflä
che gegenüberliegenden reflektierenden Fläche mit lichtablenkenden Mitteln.
Stabförmige Lichtleiter werden bei Kraftfahrzeugen z. B. als Signalleuchte oder zur
Beleuchtung von Anzeigeeinrichtungen verwendet.
Aus der DE 41 29 094 A1 und aus der DE 198 03 518 A1 sind stabförmige Licht
leiter bekannt, die eine quer zu ihrer Längsrichtung abstrahlenden Lichtaustrittsflä
che aufweisen. Den Lichtaustrittsflächen gegenüberliegend sind jeweils reflektie
rende Flächen angeordnet. Die reflektierenden Flächen weisen eine Vielzahl von
Prismen auf, die quer zur Längsachse der Stabförmigen Lichtleiter angeordnet
sind. Die stabförmigen Lichtleiter sind im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet.
Über mindestens eine der Stirnflächen der Lichtleiter wird Licht eingekoppelt, das
nach Totalreflexion über die Prismen, die verspiegelt sind, radial ausgekoppelt
wird.
Nachteilig bei den bekannten Lichtleitern mit im Wesentlichen kreisrunden Quer
schnitt ist, dass aufgrund ihres punktsymmetrischen Aufbaues nur ein Anteil des in
die Lichtleiter eingekoppelten Lichtes einer punkt- oder wenig diffus abstrahlenden
Lichtquelle über die Prismen und die Lichtaustrittsfläche ausgekoppelt wird. Licht
strahlen, welche vertikal außerhalb des Erfassungsbereiches verlaufen, pendeln
ungenutzt durch den Lichtleiter.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten stabförmigen
Lichtleiter so zu verbessern, dass das Verhältnis von eingekoppelten zu ausge
koppelten Licht verbessert und eine Wirkungsgradsteigerung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des An
spruches 1 dadurch gelöst, dass zwischen der Lichtaustrittsfläche und der reflek
tierenden Fläche mindestens eine erste defokussierende Seitenfläche angeordnet
ist.
Durch die erste defokussierende Seitenfläche wird auf sie auftreffendes Licht
durch Totalreflexion zerstreut und gleichmäßiger über den Querschnitt des stab
förmigen Lichtleiters verteilt, so dass eine Auskopplung sonst nicht genutzten Lich
tes über die Lichtaustrittsfläche ermöglicht wird. Diese effiziente Auskopplung be
wirkt eine lichttechnische Wirkungsgradsteigerung des stabförmigen Lichtleiters.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Licht
austrittsfläche und der reflektierenden Fläche der ersten defokussierenden Seiten
fläche gegenüberliegend eine zweite defokussierende Seitenfläche angeordnet.
Die Anordnung der zweiten defokussierenden Seitenfläche führt in Verbindung mit
der ersten defokussierenden Seitenfläche zu einer erheblichen lichttechnischen
Wirkungsgradsteigerung.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Seiten
flächen konkav nach innen gewölbt, so dass auf einfache Weise eine defokussie
rende bzw. zerstreuende Wirkung erzeugt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die bei
den einander gegenüberliegenden Seitenflächen zur Lichtaustrittsfläche hin trich
terförmig voneinander weggerichtet, so dass ein "trompetenförmiger" Querschnitt
entsteht.
Diese trompetenförmige Anordnung der defokussierenden Seitenflächen bewirkt
eine weitere Homogenisierung der Lichtverteilung innerhalb des stabförmigen
Lichtleiters und führt damit zu einer weiteren Steigerung des lichttechnischen Wir
kungsgrades.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Lichtein
kopplungsfläche eine etwa punktförmig abstrahlende Lichtquelle vorgelagert. Die
Lichtquelle ist dabei als eine Leuchtdiode (LED) oder auch als wenig diffus ab
strahlende Lichtquelle in Form einer Glühlampe mit Ellipsoidreflektor ausgebildet.
Insbesondere bei Verwendung von punktförmigen oder wenig diffus abstrahlenden
Lichtquellen wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung des stabförmigen Licht
leiters eine lichttechnische Wirkungsgradsteigerung erzielt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die licht
ablenkenden Mittel der reflektierenden Fläche als eine Vielzahl von quer zur
Längsachse angeordnete Prismen ausgebildet.
Durch eine entsprechende Ausbildung der quer zu Längsachse angeordneten
Prismen lässt sich ebenfalls eine Steigerung des lichttechnischen Wirkungsgrades
des stabförmigen Lichtleiters erzielen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführli
chen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Aus
führungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines stabförmigen Lichtleiters in schematischer
Darstellung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den stabförmigen Lichtleiter von Fig. 1,
Fig. 3 eine räumliche Darstellung eines stabförmigen Lichtleiters und
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Lichtleiter nach dem Stand der Tech
nik, der im Wesentlichen kreisrund ausgebildet ist.
Ein stabförmiger Lichtleiter 1 besteht im Wesentlichen aus einer ersten Stirnfläche
2, einer zweiten Stirnfläche 3, einer reflektierenden Fläche 4, einer Lichtaustritts
fläche 5, einer ersten defokussierenden Seitenfläche 6 und einer zweiten defokus
sierenden Seitenfläche 7.
Quer zu seiner Längsachse 8 weist der stabförmige Lichtleiter 1 an einem ersten
Ende 9 die erste Stirnfläche 2 und an seinem dem ersten Ende 9 abgewandten
zweiten Ende 10 die zweite Stirnfläche 3 auf. An seiner Unterseite 11 wird der
stabförmige Lichtleiter 1 von der reflektierenden Fläche 4 und an seiner der Unter
seite 11 gegenüberliegenden Oberseite 12 wird der Lichtleiter 1 durch die Licht
austrittsfläche 5 begrenzt. Seitlich wird der stabförmige Lichtleiter 1 durch die bei
den einander gegenüberliegenden defokussierenden Seitenflächen 6, 7 begrenzt.
Die reflektierende Fläche 4 ist über die Seitenflächen 6, 7 mit der Lichtaustrittsflä
che 5 verbunden.
Den Stirnflächen 2, 3 ist jeweils eine punktförmige Lichtquelle 13 vorgelagert. Die
Lichtquelle 13 ist z. B. als eine Fotodiode (LED) ausgebildet. Die Stirnflächen 2, 3
sind als Lichteinkoppelflächen ausgebildet. Die reflektierende Fläche 4 weist licht
ablenkende Mittel auf, die z. B. als eine Vielzahl von quer zur Längsachse 8 ange
ordnete Prismen 14 ausgebildet sind. Die defokussierenden Seitenflächen 6, 7
sind konkav nach innen hin ausgeformt. Dabei sind die beiden gegenüberliegen
den Seitenflächen 6, 7 zur Lichtaustrittsfläche 5 hin trichterförmig voneinander
weggerichtet. Die Seitenflächen 7, 8 weisen somit am Übergang zur Lichtaustritts
fläche 5 hin einen größeren Abstand auf als zum Übergang zur reflektierenden
Fläche 4.
Das von den Lichtquellen 13 ausgestrahlte Licht wird über die Stirnflächen 2, 3,
die als Lichteinkoppelflächen ausgebildet sind, in den stabförmigen Lichtleiter 1
eingekoppelt und durch Totalreflexion weitergeleitet. Auf die Prismen 14 der re
flektierenden Fläche 4 auftreffendes Licht wird reflektiert und tritt auf der den
Prismen 14 gegenüberliegenden Lichtaustrittsfläche 5 aus. Nicht von den Prismen
14 erfasste Lichtstrahlen werden an den zerstreuenden Seitenflächen total reflek
tiert, zerstreut und über den Stabquerschnitt verteilt, so dass ebenfalls eine Aus
koppelung über die Lichtaustrittsfläche 5 ermöglicht wird.
In Fig. 4 ist ein im Wesentlichen kreisrunder Querschnitt eines stabförmigen
Lichtleiters 1 nach dem Stand der Technik dargestellt. Die der reflektierenden Flä
che 4' gegenüberliegende Lichtaustrittsfläche 5 wird durch einen Erfassungsbe
reich 15 der Prismen 14 begrenzt. Dadurch entsteht zwischen Lichtaustrittsfläche
5' und reflektierender Fläche 4' ein ungenutzter Bereich 16. Vertikal außerhalb des
Erfassungsbereiches 15 verlaufende Lichtstrahlen 17 pendeln ungenutzt in dem
ungenutzten Bereich 16. In dem erfindungsgemäßen Querschnitt nach Fig. 2 wer
den von der Mitte bzw. Längsachse 8 radial ausgehende Lichtstrahlen 18 an den
konkaven Seitenflächen 6, 7 gebrochen und können ausgekoppelt werden.
Claims (8)
1. Stabförmiger Lichtleiter, insbesondere für eine Beleuchtungseinrichtung
für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einer Stirnfläche als Lichteinkoppelflä
che und einer in Richtung einer Längsachse angeordneten, quer zur
Längsachse abstrahlenden Lichtaustrittsfläche, und einer der Lichtaus
trittsfläche gegenüberliegenden reflektierenden Fläche mit lichtablenken
den Mitteln, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lichtaustrittsflä
che (5) und der reflektierenden Fläche (4) mindestens eine erste defokus
sierende Seitenfläche (6) angeordnet ist.
2. Stabförmiger Lichtleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Lichtaustrittsfläche (5) und der reflektierenden Fläche (4) der
ersten defokussierenden Seitenfläche (6) gegenüberliegend eine zweite
defokussierende Seitenfläche (7) angeordnet ist.
3. Stabförmiger Lichtleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die defokussierenden Seitenflächen (6, 7) konkav ausgebildet sind.
4. Stabförmiger Lichtleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden gegenüberliegenden Seitenflächen (6, 7) zur Lichtaustrittsflä
che (5) hin trichterförmig voneinander weggerichtet sind.
5. Stabförmiger Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet dass der Stirnfläche (2, 3) eine etwa punktförmige abstrah
lende Lichtquelle (13) vorgelagert ist.
6. Stabförmiger Lichtleiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (13) als eine Glühlampe mit Ellipsoidreflektor ausgebildet
ist.
7. Stabförmiger Lichtleiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Lichtquelle (13) als eine Leuchtdiode ausgebildet ist.
8. Stabförmiger Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet dass die lichtablenkenden Mittei der reflektierenden Fläche
(4) als eine Vielzahl von quer zur Längsachse angeordnete Prismen (14)
ausgebildet sind.
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HELLA KGAA HUECK & CO., 59557 LIPPSTADT, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |