DE102013109420B4

DE102013109420B4 - Konzentrisches Beleuchtungsmodul mit konischem Spiegel

Info

Publication number: DE102013109420B4
Application number: DE102013109420.1A
Authority: DE
Inventors: Miroslav Kropáč; Libor Juttner; Tomáš Nejezchleba; Ivana Chmielová
Original assignee: Varroc Lighting Systems sro
Current assignee: Po Lighting Czech SRO Cz
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2033-08-31
Also published as: DE102013109420A1; US20140092615A1; CZ2012676A3; CZ306729B6; US9541252B2

Abstract

Konzentrisches Beleuchtungsmodul mit einer Lichtquelle (1) und einem konischem Spiegel (3) zur Erzeugung eines dreidimensionalen optischen Effekts, insbesondere in den äußeren Brems- und Rücklichtern eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiges Ausgangsteil (2c) von einem Lichtleiter (2) in dem Randbereich des konischen Spiegels (3) angeordnet ist und das zylinderförmige Ausgangsteil (2c) des Lichtleiters (2) zumindest einen Versatz (2d) auf der Außenseite des Lichtleiters (2) aufweist, wobei das Ausgangsteil (2c) des Lichtleiters (2) in einer aktiven Fläche (2e) endet und das Ausgangsteil (2c) des Lichtleiters (2) mit einem Kollimatorteil (2b) des Lichtleiters (2) gekoppelt ist, wobei der Kollimatorteil (2b) durch einen Parabolkollimator und eine Linse gebildet ist und mit seinem Eingangsteil (2a) an der Lichtquelle (1) des Moduls angeordnet ist, und wobei das Modul an dem Übergang zwischen dem Kollimatorteil (2b) und dem Ausgangsteil (2c) des Lichtleiters (2) mit einer Fläche mit Totalreflexion (4) ausgestattet ist, die ein optisches Prisma (4a) ausbildet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein konzentrisches Beleuchtungsmodul mit konischem Spiegel zur Erzeugung eines dreidimensionalen optischen Effekts, insbesondere in den äußeren Brems- und Rücklichtern eines Kraftfahrzeuges.
Stand der Technik
Derzeit ist aus der Beschreibung der US 2011/0149585 A1 ein Beleuchtungsmodul bekannt, das für die äußere Rückbeleuchtung eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist und einen optischen 3D-Lichteffekt erzeugt.
Dieses Modul besteht aus einem gekrümmten Reflektor mit einem Öffnungssystem, durch das von Lichtquellen stammendes Licht sowohl auf einen transparenten Randteil des Moduls, das zur Erzeugung von außenseitigen Lichtspuren vor dem Reflektor angeordnet ist, als auch auf die teiltransparente Mitte (semitransparente Metallisierung) des Moduls gerichtet ist, die den Raum ausfüllt, der durch den transparenten Teil begrenzt ist.
Ein Teil der von jeder Lichtquelle stammenden und auf den äußeren Rand der teiltransparenten Mitte des Moduls gerichteten Lichtstrahlen verläuft durch diese teiltransparente Mitte hindurch und erzeugt eine Lichtspur auf seiner Außenseite. Ein anderer Teil der von jeder Lichtquelle des Moduls stammenden und auf den äußeren Rand der teiltransparenten Mitte des Moduls gerichteten Lichtstrahlen wird durch die teiltransparente Mitte zurück auf die reflektierende Fläche des Reflektors reflektiert, von welcher diese erneut in Richtung der teiltransparenten Mitte des Moduls reflektiert wird. Ein Teil dieser Lichtstrahlen gelangt dann durch die teiltransparente Mitte des Moduls hindurch und erzeugt eine weitere Lichtspur auf seiner Außenseite. Ein weiterer Teil dieser Strahlen wird durch die transparente Mitte zurück auf die reflektierende Fläche des Reflektors reflektiert. Der weitere Weg der Lichtstrahlen in Richtung zur Mitte des Moduls ist lediglich eine Wiederholung des vorangehend erläuterten Kreislaufs. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere Lichtspuren auf der Außenseite der teiltransparenten Mitte des Moduls, beispielsweise in Form von konzentrischen Kreisen, Quadraten, Dreiecken u.s.w., mit einem optischen 3D-Lichteffekt (einem sogenannten Tunnel) zu erzeugen.
Der Nachteil dieses Beleuchtungsmoduls besteht insbesondere in dem Herstellungs- und Materialaufwand.
In der JP H11 - 265 606 A wird eine Signalleuchte mit einer schüsselartigen inneren Linse, die in einer Lampenkammer angeordnet ist, beschrieben.
In der DE 10 2010 060 491 A1 wird ein Rücklicht oder ein Rücklichtscheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, das selbst mit einer kleinen Anzahl an Lichtquellen eine große Lichtmenge emittieren kann, beschrieben.
Außerdem werden in der DE 10 2010 049 422 A1 und der EP 2 159 477 A2 Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge beschrieben.
Kerngedanke der Erfindung
Die vorgenannten Nachteile werden erfindungsgemäß durch das konzentrische Beleuchtungsmodul mit einem konischen Spiegel zur Erzeugung eines dreidimensionalen optischen Effekts, insbesondere in den äußeren Brems- und Rücklichtern eines Kraftfahrzeuges, um ein erhebliches Maß reduziert, wobei der Kerngedanke der Erfindung darin besteht, dass in dem Randbereich des konischen Spiegels ein zylinderförmiges Ausgangsteil von einem Lichtleiter durch zumindest einen Versatz auf seiner Außenseite vorgesehen ist, der in einer aktiven Fläche endet und der in dem Bereich außerhalb des konischen Spiegels mit dem Kollimatorteil des Lichtleiters gekoppelt ist, der durch einen Parabolkollimator und eine Linse gebildet ist und mit seinem Eingangsteil an der Lichtquelle des Moduls angeordnet ist, und wobei das Modul an dem Übergang zwischen dem Kollimatorteil und dem Ausgangsteil des Lichtleiters durch eine Totalinnenreflexionsfläche modifiziert ist, deren unterer Bereich einen optischen Kanal ausbildet.
Ein weiterer Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass der konische Spiegel einen Drehwinkel in einem Bereich von 1 ° bis 360° aufweist und in dem durch die konzentrische Achse des Moduls definierten Querschnitt in dem den Versätzen des Ausgangsteils des Lichtleiters gegenüberliegenden Bereich die Form einer Geraden und/oder einer konkaven Krümmung und/oder einer konvexen Krümmung aufweist, so dass dieser das entkoppelte Licht mittels der Versätze in Richtung der Drehachse des konischen Spiegels reflektiert.
Ein weiterer Kerngedanke der Ausgestaltung eines konzentrischen Beleuchtungsmoduls mit konischem Spiegel besteht in dem Aspekt, dass die Lichtquelle eine Glühlampe oder eine LED ist, und der Lichtleiter als separater Teil des Moduls ausgebildet ist.
Schließlich besteht ein weiterer Kerngedanke der Erfindung in dem Aspekt, dass die aktive Lichtleiterfläche des Lichtleiters durch Lichtstreuungselemente oder Lichtgranulation ergänzt oder in beliebiger Weise aus einem Lichtstreuungsmaterial ausgebildet ist, und dass Lichtstreuungselemente in Form von Pads und/oder Streifen die reflektierende Fläche des Lichtleiters bilden.
Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht in den geringen Herstellungs- und Materialkosten sowie der Erzielung eines verbesserten optischen 3D-Lichteffekts.
Beschreibung der Figuren aus den Zeichnungen
Mögliche beispielhafte Ausführungsformen des konzentrischen Beleuchtungsmoduls mit konischem Spiegel gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei 1 einen schematischen Längsschnitt durch das Beleuchtungsmodul darstellt, während 2 eine axonometrische Ansicht einer Hälfte des Beleuchtungsmoduls in einer bestimmten Ausführungsform darstellt, die den Weg der Lichtstrahlen zeigt.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
Wie aus der 1 hervorgeht, weist das Beleuchtungsmodul mit konischem Spiegel zur Erzeugung eines dreidimensionalen optischen Effekts, insbesondere in den äußeren Brems- und Rücklichtern eines Kraftfahrzeuges, ein zylinderförmiges Ausgangsteil 2c von einem Lichtleiter 2 auf, der in dem Randbereich des konischen Spiegels 3 angeordnet und mit zwei Versätzen 2d auf seiner Außenseite versehen ist, die in einer aktiven Fläche 2e zur Ausbildung der äußeren Randlichtspuren enden. Das Ausgangsteil 2c des Lichtleiters 2 ist in dem Bereich außerhalb des konischen Spiegels 3 mit dem Kollimatorteil 2b des Lichtleiters 2 gekoppelt, der mit seinem planaren Eingangsteil 2a an der Lichtquelle 1 des Moduls angeordnet ist, die auf der konzentrischen Achse des Moduls angeordnet ist. Die Lichtquelle 1 ist in dem vorliegenden Fall eine Glühlampe, die jedoch auch mit einer LED ausgetauscht werden kann.
Der Übergang zwischen dem Ausgangsteil 2c und dem Kollimatorteil 2b des Lichtleiters 2 ist mit einer Totalinnenreflexionsfläche 4 versehen, deren unterer Bereich ein optisches Prisma 4a des Lichtleiters 2 ausbildet. Eine Linse, die ein integraler Bestandteil des Kollimatorteils 2b des Lichtleiters 2 ist, fokussiert das Licht von der Lichtquelle 1 auf die Eintrittsfläche des optischen Prismas 4a.
Der konische Spiegel 3 weist in dem vorliegenden Fall die Form einer Geraden in dem durch die konzentrische Achse des Moduls definierten Querschnitt in dem den Versätzen 2d des Ausgangsteils 2c des Lichtleiters 2 gegenüberliegenden Bereich auf. Die Form des konischen Spiegels 3 kann allerdings bedarfsweise in Form einer Geraden und/oder einer konkaven Krümmung und/oder einer konvexen Krümmung modifiziert sein, so dass dieser das entkoppelte Licht mittels der Versätze 2d in Richtung der Drehachse des konischen Spiegels 3 reflektiert.
Ebenso wie die Form des konischen Spiegels 3 ist es auch möglich, die Größe seines Drehwinkels auszuwählen. Das Beleuchtungsmodul muss nicht immer ausschließlich rund sein, sondern kann auch eine Querschnittsform aus einem Halbkreisabschnitt, beispielsweise mit einem Mittelwinkel von 90° oder 120° oder 180° aufweisen. Letztlich muss das Beleuchtungsmodul überhaupt nicht rund sein, sondern kann beispielsweise elliptisch sein, und es ist sogar möglich, mehrere Profilverläufe beliebig miteinander zu kombinieren.
Die Funktionen der einzelnen Teile des Beleuchtungsmoduls können anhand der 2 besser verstanden werden.
In vorteilhaften Ausführungsformen (nicht gezeigt) kann das Ausgangssteil 2c des Lichtleiters 2 beispielsweise als unabhängiger Teil des Moduls, das von dem Kollimatorteil 2b getrennt ist, ausgebildet sein, und seine aktive Fläche 2e kann mittels Lichtstreuungselementen oder Lichtgranulation, oder durch beliebige Ausbildung aus einem Streumaterial, ergänzt sein. Lichtstreuungselemente in Form von Pads und/oder Streifen können vorteilhafterweise auch für die Totalreflexionsfläche 4 des Ausgangsteils 2c des Lichtleiters 2 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Lichtquelle
2: Lichtleiter
2a: Eingangsteil
2b: Kollimatorteil
2c: Ausgangsteil
2d: Versatz
2e: aktive Fläche
3: konischer Spiegel
4: Totalinnenreflexionsfläche
4a: optisches Prisma

Claims

Konzentrisches Beleuchtungsmodul mit einer Lichtquelle (1) und einem konischem Spiegel (3) zur Erzeugung eines dreidimensionalen optischen Effekts, insbesondere in den äußeren Brems- und Rücklichtern eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiges Ausgangsteil (2c) von einem Lichtleiter (2) in dem Randbereich des konischen Spiegels (3) angeordnet ist und das zylinderförmige Ausgangsteil (2c) des Lichtleiters (2) zumindest einen Versatz (2d) auf der Außenseite des Lichtleiters (2) aufweist, wobei das Ausgangsteil (2c) des Lichtleiters (2) in einer aktiven Fläche (2e) endet und das Ausgangsteil (2c) des Lichtleiters (2) mit einem Kollimatorteil (2b) des Lichtleiters (2) gekoppelt ist, wobei der Kollimatorteil (2b) durch einen Parabolkollimator und eine Linse gebildet ist und mit seinem Eingangsteil (2a) an der Lichtquelle (1) des Moduls angeordnet ist, und wobei das Modul an dem Übergang zwischen dem Kollimatorteil (2b) und dem Ausgangsteil (2c) des Lichtleiters (2) mit einer Fläche mit Totalreflexion (4) ausgestattet ist, die ein optisches Prisma (4a) ausbildet.
Beleuchtungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Spiegel (3) einen Drehwinkel in einem Bereich von 1 ° bis 360° aufweist.
Beleuchtungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Spiegel (3) im dem durch die konzentrische Achse des Moduls definierten Querschnitt in dem den Versätzen (2d) des Ausgangsteils (2c) des Lichtleiters (2) gegenüberliegenden Bereich die Form einer Geraden und/oder konkaven Krümmung und/oder konvexen Krümmung aufweist, so dass dieser das entkoppelte Licht durch die Versätze (2d) in Richtung der Drehachse des konischen Spiegels (3) reflektiert.
Beleuchtungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) eine Glühlampe oder eine LED ist.
Beleuchtungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (2) als separater Teil des Moduls ausgebildet ist.
Beleuchtungsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Fläche (2e) des Lichtleiters (2) durch Lichtstreuungselemente oder Lichtgranulation ergänzt ist, oder in beliebiger Weise aus einem Lichtstreuungsmaterial ausgebildet ist.
Beleuchtungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Lichtleiterfläche des Lichtleiters (2) durch Lichtstreuungselemente in Form von Pads und/oder Streifen ausgebildet ist, die die Fläche mit Totalreflexion (4) des Lichtleiters (2) bilden.