DE102014201413A1

DE102014201413A1 - optical fiber

Info

Publication number: DE102014201413A1
Application number: DE102014201413.1A
Authority: DE
Inventors: Hubert Zwick
Original assignee: Automotive Lighting Reutlingen GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-07-30

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Lichtleiter mit einem Lichteinkoppelabschnitt, einem von dem Lichteinkoppelabschnitt abgewandten Endabschnitt und einem sich zwischen dem Lichteinkoppelabschnitt und dem Endabschnitt erstreckenden Lichtführungsabschnitt, welcher von Lichtleitflächen derart begrenzt ist, dass durch den Lichteinkoppelabschnitt eingekoppeltes Licht durch interne Totalreflexion zu dem Endabschnitt leitbar ist, wobei an dem Lichtführungsabschnitt wenigstens ein Auskoppelelement zur Auskopplung von Licht aus dem Lichtführungsabschnitt vorgesehen ist. Zur Verbesserung der Effizienz und der Homogenität des ausgekoppelten Lichtes ist vorgesehen, dass der Endabschnitt einen Verzweigungsbereich aufweist, in welchem der Lichtleiter in Mündungsäste wenigstens eines Rückleitbogens übergeht, der gebogen von dem Verzweigungsbereich zu diesem zurück verläuft und mit den Mündungsästen derart in den Verzweigungsbereich einmündet, dass in den Rückleitbogen eingeleitetes Licht in den Lichtführungsabschnitt zurückleitbar ist.The invention relates to a light guide having a Lichteinkoppelabschnitt, an end facing away from the Lichteinkoppelabschnitt end portion and extending between the Lichteinkoppelabschnitt and the end portion light guide portion which is bounded by Lichtleitflächen such that light coupled through the Lichteinkoppelabschnitt is passed through total internal reflection to the end portion, wherein at least one outcoupling element for coupling out light from the light guide section is provided on the light guide section. In order to improve the efficiency and the homogeneity of the coupled-out light, it is provided that the end portion has a branching region in which the light guide merges into muzzle branches of at least one return arc bent back from the branching region to the branching region with the muzzle branches, in that light introduced into the return arc can be fed back into the light guide section.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lichtleiter für eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge (Kfz) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a light guide for a lighting device for motor vehicles (motor vehicle) according to the preamble of claim 1.

Solche Lichtleiter können in Kfz-Scheinwerfern oder Leuchten Verwendung finden. Eine mögliche Anwendung besteht darin, eine Austrittslichtverteilung oder ein leuchtendes Erscheinungsbild mit einer linienartigen oder kurvenartigen Kontur zu erzeugen. Hierzu wird Licht durch die Lichteinkoppelfläche des Lichteinkoppelabschnitts in den Lichtleiter eingekoppelt und bei der Fortleitung durch den sich entlang einer vorgegebenen Kontur erstreckenden Lichtführungsabschnitt mittels an dem Lichtführungsabschnitt vorgesehenen Auskoppelelementen aus dem Lichtführungsabschnitt ausgekoppelt. Je nach Form des Lichtführungsabschnitts und Ausgestaltung und Anordnung der Auskoppelelemente kann so eine den Vorgaben entsprechende Abstrahllichtverteilung oder eine erleuchtete Kontur entlang der Erstreckung des Lichtführungsabschnitts erzielt werden.Such light guides can be found in car headlamps or lights use. One possible application is to create an exit light distribution or luminous appearance with a line-like or curved contour. For this purpose, light is coupled through the light incoupling surface of the Lichteinkoppelabschnitts in the optical waveguide and decoupled from the light guide section in the propagation through the along a predetermined contour extending light guide portion provided on the light guide section outcoupling. Depending on the shape of the light guide section and the configuration and arrangement of the coupling-out elements, it is thus possible to achieve an emission light distribution corresponding to the specifications or an illuminated contour along the extension of the light guide section.

Hierbei besteht das Problem, dass es bei der Durchleitung von Licht durch den Lichtleiter zu ungewollter Lichtauskopplung kommen kann, wenn für in dem Lichtleiter geleitete Lichtstrahlen beim Auftreffen auf Grenzflächen des Lichtleiters die Bedingung für eine Totalreflexion lokal nicht mehr erfüllt ist. Dieser Effekt kann insbesondere in stark gebogenen Bereichen des Lichtleiters auftreten. Außerdem führt Absorption von Licht durch das Material des Lichtleiters zu einer Abnahme der in dem Lichtleiter geleiteten Intensität entlang des Lichtleitweges von dem Lichteinkoppelabschnitt durch den Lichtführungsabschnitt. Bei der eingangs genannten Verwendung der Lichtleiter in Kfz-Beleuchtungseinrichtungen wird die gewünschte Abstrahllichtverteilung mittels der an dem Lichtführungsabschnitts angeordneten Auskoppelelemente erzielt. Eine unerwünschte lokale Auskopplung von Licht und die Absorption von Licht im Lichtleiter kann daher zu einer unerwünschten Abnahme der durch die entlang des Lichtführungsabschnitts aufeinander folgenden Auskoppelelemente ausgekoppelten Lichtintensität führen. Darüber hinaus wird Licht, welches nach Leitung durch den Lichtführungsabschnitt am Endabschnitt des Lichtleiters ankommt, dort in der Regel aus dem Lichtleiter ausgekoppelt und steht daher nicht für die Erzeugung der gewünschten Lichtverteilung zur Verfügung.Here, there is the problem that it can lead to unwanted light extraction in the passage of light through the light guide, if for light rays guided in the light guide when hitting interfaces of the light guide, the condition for a total reflection is no longer satisfied locally. This effect can occur in particular in strongly bent regions of the light guide. In addition, absorption of light by the material of the light guide leads to a decrease in the intensity conducted in the light guide along the Lichtleitweges of the Lichteinkoppelabschnitt by the light guide section. In the case of the above-mentioned use of the light guides in motor vehicle lighting devices, the desired emission light distribution is achieved by means of the decoupling elements arranged on the light guide section. An undesired local coupling out of light and the absorption of light in the optical waveguide can therefore lead to an undesired decrease in the light intensity coupled out through the successive decoupling elements along the light guide section. In addition, light that arrives after passing through the light guide section at the end portion of the light guide, there usually coupled out of the light guide and is therefore not available for the generation of the desired light distribution available.

Es besteht daher grundsätzlich das Problem, dass die ausgekoppelte Lichtverteilung oder das Beleuchtungsbild unerwünschte Inhomogenitäten aufweisen kann, z.B. eine unerwünschte Abnahme der Intensität entlang der Erstreckung des Lichtleiters oder unerwünschte helle Bereiche in Form sogenannter "Hot Spots" entlang des Lichtleiters. Außerdem wird durch ungenutzte Lichtauskopplung die optische Effizienz des Lichtleiters, d.h. der Anteil der von der eingekoppelten Lichtmenge in die gewünschte Abstrahllichtverteilung umgewandelten Lichtmenge, verringert. There is therefore a fundamental problem that the decoupled light distribution or the illumination image may have undesirable inhomogeneities, e.g. an undesirable decrease in intensity along the extension of the light guide or unwanted bright areas in the form of so-called "hot spots" along the light guide. Additionally, by unused light extraction, the optical efficiency of the light pipe, i. the proportion of the amount of light converted by the injected light quantity into the desired emission light distribution is reduced.

In der DE 103 14 352 A1 ist ein stabförmiger Lichtleiter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 beschrieben. Bei diesem Lichtleiter ist an der Stirnseite eines dem Lichteinkoppelabschnitt gegenüberliegenden Endabschnitts ein Spiegel angeordnet, mittels dem das durch die Stirnfläche ausgekoppelte Licht reflektiert und durch die Stirnfläche in den Lichtleiter zurückreflektiert werden kann. Die Anordnung dieses Spiegels ist mit zusätzlichem Montageaufwand verbunden. Die DE 10 2007 049 861 A1 zeigt eine Lichtleiterstruktur mit einem Lichtleitungsbereich, der an einem Aufteilungsabschnitt in mehrere Auskoppelzweige verzweigt. Hierbei dienen die Auskoppelzweige dazu, das Licht aus dem Lichtleiter auszukoppeln, wogegen mit dem Lichtleitungsbereich das eingekoppelte Licht möglichst vollständig in die Auskoppelzweige eingeleitet werden soll. In the DE 103 14 352 A1 is a rod-shaped optical fiber having the features of the preamble of claim 1 described. In the case of this light guide, a mirror is arranged on the end face of an end section opposite the light-coupling section, by means of which the light coupled out through the end face can be reflected and reflected back into the light guide through the end face. The arrangement of this mirror is associated with additional installation effort. The DE 10 2007 049 861 A1 shows an optical waveguide structure with a light pipe region which branches at a division section in a plurality of decoupling branches. In this case, the decoupling branches serve to decouple the light from the light guide, whereas with the light guide area, the coupled-in light should be introduced as completely as possible into the decoupling branches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die optische Effizienz und die Homogenität der ausgekoppelten Lichtverteilung bei den genannten Lichtleitern zu verbessern und hierfür eine Lösung mit möglichst geringem konstruktivem Aufwand anzugeben.The invention has for its object to improve the optical efficiency and the homogeneity of the decoupled light distribution in said light guides and for this purpose specify a solution with the least possible design effort.

Diese Aufgabe wird durch einen Lichtleiter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Lichtleiter weist einen Lichteinkoppelabschnitt mit einer Lichteinkoppelfläche für Licht einer Lichtquelle auf, sowie einen sich an den Lichteinkoppelabschnitt anschließenden Lichtführungsabschnitt zur Leitung und Lichtauskopplung des Lichtes, und einen dem Lichteinkoppelabschnitt entgegengesetzten Endabschnitt. Der Lichtführungsabschnitt ist von sich insbesondere zwischen dem Lichteinkoppelabschnitt und dem Endabschnitt erstreckenden Lichtleitflächen derart begrenzt, dass durch den Lichteinkoppelabschnitt eingekoppeltes Licht unter interner Totalreflexion zu dem Endabschnitt leitbar ist, wobei an dem Lichtführungsabschnitt wenigstens ein Auskoppelbereich mit wenigstens einem Auskoppelelement zur Auskopplung von Licht aus dem Lichtführungsabschnitt vorgesehen ist. Der Endabschnitt weist einen Verzweigungsbereich auf, in welchem der Lichtleiter in Mündungsäste wenigstens eines Rückleitbogens verzweigt, welcher bogenartig von dem Verzweigungsbereich weg und zu diesem zurück verläuft und mit seinen Mündungsästen derart in den Verzweigungsbereich einmündet, dass in den Rückleitbogen eingeleitetes Licht in den Lichtführungsabschnitt zurückleitbar ist.This object is achieved by a light guide having the features of claim 1. The optical waveguide has a light coupling-in section with a light input surface for light of a light source, and a light guide section adjoining the light coupling section for guiding and light-decoupling the light, and an end section opposite the light coupling section. The light guide section is delimited by light guide surfaces extending in particular between the light coupling section and the end section in such a way that light coupled in through the light coupling section can be guided to the end section with total internal reflection, wherein at least one coupling-out region with at least one coupling-out element for coupling light out of the light guide section is provided on the light guide section is provided. The end portion has a branching region, in which the optical fiber branches into muzzle branches of at least one return arc, which extends arcuately away from the branch region and back to this and opens with its mouth branches in the branching region, that in the return arc introduced light in the light guide section is zurückleitbar ,

Ein grundlegender Aspekt besteht somit darin, dass in dem Endabschnitt angelangtes Licht zumindest teilweise in den Lichtführungsabschnitt zurückgeleitet wird, anstatt aus dem Endabschnitt auszutreten. Hierzu verzweigt sich der Lichtleiter entlang des Verlaufes ausgehend vom Lichteinkoppelabschnitt betrachtet in die Mündungsäste. Der Rückleitbogen ist insbesondere eine gebogene Lichtleitstruktur, welche von dem Verzweigungsbereich ausgeht und bogenartig zu diesem zurückverläuft und dort wieder einmündet. Der Rückleitbogen leitet das in ihn eintretende Licht in den Lichtführungsabschnitt zurück, so dass es sich danach in Richtung zum Lichteinkoppelabschnitt hin ausbreitet.A fundamental aspect is therefore that light which has arrived in the end section is at least partially returned to the light guiding section, rather than from the end section withdraw. For this purpose, the optical fiber branches along the course, starting from the Lichteinkoppelabschnitt considered in the muzzle branches. The return bend is, in particular, a curved light guide structure, which starts from the branching area and runs back in an arc-like manner to the latter, where it opens again. The return arc directs the light entering it back into the light guide section, so that it then propagates toward the light coupling section.

Das rücklaufende Licht kann dann mit den Auskoppelelementen im Lichtführungsabschnitt ausgekoppelt werden. Dadurch steht für die von dem Lichteinkoppelabschnitt weiter entfernt angeordneten Auskoppelelemente eine größere Lichtmenge zur Verfügung. Im Betrieb des Lichtleiters mit einer Lichtquelle verteilt sich daher die mittels der Auskoppelelemente ausgekoppelte Lichtintensität mit größerer Homogenität entlang der Erstreckung des Lichtführungsabschnitts. Insofern kann eine ungewollte Dämpfung und/oder ungewollte Auskopplungsverluste durch den zurückgeleiteten Anteil des Lichtes kompensiert werden. Die gesamte Struktur aus Lichteinkoppelabschnitt, Lichtführungsabschnitt und Endabschnitt mit Rückleitbogen kann auf einfache Weise einstückig hergestellt werden, beispielsweise im Spritzgussverfahren. Der Lichtleiter besteht vorzugsweise aus einem transparenten Material wie Kunststoff oder Glas.The returning light can then be coupled out with the decoupling elements in the light guide section. As a result, a larger amount of light is available for the decoupling elements located farther away from the light coupling-in section. During operation of the optical waveguide with a light source, therefore, the light intensity decoupled by means of the decoupling elements is distributed with greater homogeneity along the extension of the light guide section. In this respect, an unwanted damping and / or unwanted coupling losses can be compensated by the returned portion of the light. The entire structure of Lichteinkoppelabschnitt, light guide portion and end portion with return arc can be easily manufactured in one piece, for example by injection molding. The light guide is preferably made of a transparent material such as plastic or glass.

Der Lichtführungsabschnitt erstreckt sich insbesondere entlang einer Leitrichtung von dem Lichteinkoppelabschnitt aus betrachtet. Der Endabschnitt liegt dabei dem Lichteinkoppelabschnitt in Leitrichtung gegenüber. Denkbar sind beispielsweise sich stabartige erstreckende Lichtführungsabschnitte oder eine Ausgestaltung in länglicher Leistenform oder Plattenform. Der Lichtführungsabschnitt kann sich auch gekrümmt entlang einer gebogenen Leitkurve erstrecken.The light guide section extends, in particular, along a guide direction viewed from the light coupling section. The end portion lies opposite the Lichteinkoppelabschnitt in the direction. Conceivable, for example, rod-like extending light guide sections or a configuration in elongated strip shape or plate shape. The light guide section may also extend in a curved manner along a curved guide curve.

Dem Lichtführungsabschnitt kommen grundsätzlich zwei Funktionen zu. Er ist zur Lichtleitung und zur Auskopplung des Lichts mit einer gewünschten Lichtverteilung ausgebildet. Insofern bezeichnet die Lichtführung einerseits die Leitung des eingekoppelten Lichts von dem Lichteinkoppelabschnitt weg und des rückgeleiteten Lichts von dem Verzweigungsbereich weg, andererseits die Auskopplung bzw. Führung des ausgekoppelten Lichtes in die gewünschte Richtung.The light guide section basically has two functions. It is designed for guiding light and for coupling out the light with a desired light distribution. In this respect, the light guide designates on the one hand the line of the coupled-in light away from the light coupling-in section and of the returned light away from the branching zone, on the other hand the coupling out or guiding of the coupled-out light in the desired direction.

Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Auskoppelelementen an dem Lichtführungsabschnitt vorgesehen. Die mehreren Auskoppelelemente sind dann vorzugsweise entlang der Erstreckung des Lichtführungsabschnitts aufeinander folgend aufgereiht. Die Auskoppelelemente sind insbesondere als über wenigstens eine Lichtleitfläche hervorragende Vorsprünge ausgebildet, beispielsweise als rippenartige oder prismenartige Vorsprünge. Preferably, a plurality of decoupling elements is provided on the light guide section. The plurality of outcoupling elements are then preferably lined up along the extension of the light guide section consecutively. The decoupling elements are in particular formed as projecting over at least one Lichtleitfläche outstanding projections, for example as rib-like or prism-like projections.

Grundsätzlich ist ein Auskoppelelement derart ausgebildet, dass ein auf den Wirkungsbereich des Auskoppelelements treffender Anteil des in dem Lichtführungsabschnitt geleiteten Lichts derart umgelenkt wird, dass es aus dem Lichtführungsabschnitt austritt. Hierzu kann das Auskoppelelement derart ausgebildet sein, dass für in das Auskoppelelement eintretende und gegebenenfalls umgelenkte Lichtstrahlen die Bedingung der Totalreflexion an einer Grenzfläche des Auskoppelelements und/oder des Lichtführungsabschnitts nicht mehr erfüllt ist und so das jeweilige Lichtbündel ggf. unter Brechung aus dem Lichtführungsabschnitt austritt. Ein Auskoppelelement weist insbesondere eine Reflexionsfläche auf, welche derart ausgestaltet ist, dass ein in dem Lichtführungsabschnitt geleiteter und auf die Reflexionsfläche treffender Lichtstrahl so umgelenkt wird, dass er durch eine Auskoppelfläche aus dem Lichtführungsabschnitt austreten kann. Die dem jeweiligen Auskoppelelement zugeordnete Auskoppelfläche kann beispielsweise an dem jeweiligen Auskoppelelement selbst vorgesehen sein, oder an einer dem Auskoppelelement bezüglich des Lichtführungsabschnitts gegenüberliegenden Lichtleitfläche.In principle, a decoupling element is designed such that a portion of the light guided in the light-guiding section that impinges on the effective region of the decoupling element is deflected such that it emerges from the light-guiding section. For this purpose, the decoupling element can be configured such that the condition of the total reflection at an interface of the decoupling element and / or the light guide section is no longer fulfilled for entering into the decoupling element and optionally deflected light rays and so the respective light beam exits, if necessary, from the light guide section under refraction. A decoupling element has, in particular, a reflection surface which is designed in such a way that a light beam guided in the light guide section and striking the reflection surface is deflected in such a way that it can exit the light guide section through a decoupling surface. The decoupling surface assigned to the respective decoupling element can, for example, be provided on the respective decoupling element itself, or on a light-conducting surface opposite the decoupling element with respect to the light-guiding section.

Ein Rückleitbogen weist vorzugsweise genau zwei Mündungsäste auf, mit welchen er in den Verzweigungsbereich einmündet, sowie einen zwischen den Mündungsästen verlaufenden Bogenbereich. Der Bogenbereich erstreckt sich bogenartig zwischen den Mündungsästen, so dass der Rückleitbogen von dem Verzweigungsbereich weg und wieder zu diesem zurück verläuft. Ein Rückleitbogen ist insbesondere von Begrenzungsflächen derart begrenzt, dass Licht unter interner Totalreflexion vom Verzweigungsbereich in den Rückleitbogen eingeleitet und durch den zurückgebogenen Rückleitbogen wieder zurück in den Verzweigungsbereich und damit in den Lichtführungsabschnitt geleitet wird. Vorzugsweise sind die Rückleitbögen derart ausgebildet, dass das in den Rückleitbogen eingeleitete Licht vollständig und ohne Auskopplung im Rückleitbogen in den Lichtführungsabschnitt zurückgeleitet wird.A return bend preferably has exactly two mouth branches, with which it opens into the branching region, as well as an arc region extending between the mouth branches. The bow region extends in an arc-like manner between the mouth branches so that the return arc extends away from and back to the branch region. A return arc is limited in particular by boundary surfaces such that light is introduced under internal total reflection from the branching area in the return arc and passed back through the bent-back return arc in the branch region and thus in the light guide section. The return bends are preferably designed such that the light introduced into the return arc is returned completely and without coupling out in the return arc into the light guide section.

Der Lichtleiter verzweigt in seinem Verzweigungsbereich vorzugsweise in eine gerade Anzahl von Mündungsästen, welche jeweils paarweise einander zugeordnet sind und einen Rückleitbogen dadurch ausbilden, dass die paarweise einander zugeordneten Mündungsäste mit einem Bogenbereich ineinander übergehen.In its branching region, the optical waveguide preferably branches into an even number of mouth branches, which are each assigned in pairs to one another and form a return bend in that the mating branches associated with each other in pairs merge into one another with an arc region.

Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche zumindest eines der Mündungsäste kleiner oder gleich der halben Querschnittsfläche des Lichtführungsabschnitts im Verzweigungsbereich. Bei genügend kleiner Querschnittsfläche der Mündungsäste kann der Lichtleiter im Verzweigungsbereich in zwei oder mehr Rückleitbögen übergehen. Unter der Querschnittsfläche wird vorliegend der Flächeninhalt einer Schnittfläche verstanden, die sich durch Schnitt mit einer Schnittebene ergibt, welche lokal senkrecht auf der Erstreckungskurve des Mündungsastes bzw. des Rückleitbogens bzw. des Lichtführungsabschnitts steht.Preferably, the cross-sectional area of at least one of the muzzle branches is less than or equal to half the cross-sectional area of the light guide section in the branching region. With a sufficiently small cross-sectional area of the muzzle branches can the light guide in the branching area in two or more return bends pass over. In the present case, the cross-sectional area is understood as meaning the area of a sectional area which results from intersection with a sectional plane which is locally perpendicular to the extension curve of the mouth branch or the return arc or the light-guiding section.

Die Querschnittsfläche der Mündungsäste und/oder des jeweiligen Rückleitbogens weist vorzugsweise eine quadratische oder rechteckige Form auf. Auch andere Querschnitte sind denkbar, z.B. kreisförmig oder elliptisch.The cross-sectional area of the mouth branches and / or of the respective return arc preferably has a square or rectangular shape. Other cross sections are conceivable, e.g. circular or elliptical.

Die Querschnittsfläche kann jedoch auch eine komplexere polygonale Form aufweisen. Beispielsweise kann zumindest ein Rückleitbogen in wenigstens einem Abschnitt (vorzugsweise in seinem Bogenbereich) einen Querschnitt aufweisen, welcher von dachartig zusammenlaufenden Kanten begrenzt ist. Diese Kanten laufen vorzugsweise in die von dem Verzweigungsbereich weg weisende Richtung zusammen. Insofern kann der Rückleitbogen dachartig verlaufende Begrenzungsflächen aufweisen. Insbesondere ist zumindest ein Rückleitbogen in Richtungen von dem Verzweigungsbereich weg von Begrenzungsflächen begrenzt, welche in Bezug auf eine Ebene, in welcher sich der Rückleitbogen erstreckt, dachartig zusammenlaufen. Die dachartig zusammenlaufenden Begrenzungsflächen bilden einen Dachgrat, welcher vorzugsweise entlang der Erstreckungskurve des Rückleitbogens verläuft, insbesondere auf der äußeren, von dem Verzweigungsbereich abgewandten Seite des Rückleitbogens. Durch solche Ausgestaltungen kann die Effizienz der Rücklenkung des Lichts erhöht werden. Der jeweilige Rückleitbogen kann auch mehrere, entlang der Erstreckungskurve des Rückleitbogens nebeneinander verlaufende Dachgrate aufweisen, so dass die Querschnittsfläche eine zickzackartige Begrenzung hat. Die Dachgrate sind vorzugsweise in dem von dem Verzweigungsbereich abgewandten, äußeren Bereich des Rückleitbogens angeordnet. However, the cross-sectional area may also have a more complex polygonal shape. For example, at least one return arc in at least one section (preferably in its arc region) may have a cross-section which is bounded by roof-like converging edges. These edges preferably converge in the direction away from the branching region. In this respect, the return arc can have roof-like boundary surfaces. In particular, at least one return arc is bounded in directions away from the branch region by boundary surfaces which converge roof-like with respect to a plane in which the return arc extends. The roof-like converging boundary surfaces form a roof ridge, which preferably runs along the extension curve of the return curve, in particular on the outer side of the return bend facing away from the branching region. By such embodiments, the efficiency of the return of the light can be increased. The respective return bend can also have a plurality of roof ridges running alongside each other along the extension curve of the return bend so that the cross-sectional area has a zigzag-like boundary. The roof ridges are preferably arranged in the outer region of the return bend remote from the branching region.

Zur weiteren Ausgestaltung kann der Endabschnitt in dem Verzweigungsbereich eine oder mehrere sich zwischen den Mündungsästen erstreckende Stirnflächenabschnitte aufweisen. Die Stirnflächenabschnitte begrenzen den Lichtführungsabschnitt entgegengesetzt zum Lichteinkoppelabschnitt. Die Stirnflächen verlaufen vorzugsweise quer (z.B. lokal senkrecht) zur Längserstreckung des Lichtführungsabschnitts.For a further embodiment, the end section in the branch region may have one or more end face sections extending between the mouth branches. The end face portions define the light guide section opposite to the light coupling section. The end faces preferably extend transversely (e.g., locally perpendicular) to the longitudinal extent of the light guide section.

Eine solche Ausgestaltung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Rückleitbögen als bogenförmige, z.B. entlang eines Halbkreises gewölbte, Lichtleitstrukturen ausgebildet sind, welche an eine Stirnfläche des Endabschnitts einstückig angesetzt sind. Die nicht mit Rückleitbögen besetzten Bereiche der Stirnfläche bilden dann die oben genannten Stirnflächenabschnitte aus.Such an embodiment can be realized, for example, by making the return bends arc-shaped, e.g. along a semicircle arched, light guide structures are formed, which are integrally attached to an end face of the end portion. The not occupied with return bends areas of the end face then form the above-mentioned end face portions.

Durch das Verhältnis der Flächeninhalte von Stirnflächenabschnitten und Querschnitten der Rückleitbögen kann die Menge des zurückgeleiteten Lichtes beeinflusst werden. Je größer das Verhältnis aus der Summe der Querschnittsflächen der Mündungsäste einerseits und der Querschnittsfläche des Lichtführungsabschnitts im Verzweigungsbereich andererseits, desto größer ist der Anteil des zurückgeleiteten Lichts. Dies verbessert die Effizienz des Lichtleiters. The ratio of the area contents of face portions and cross sections of the return arcs may influence the amount of light returned. On the other hand, the greater the ratio of the sum of the cross-sectional areas of the mouth branches on the one hand and the cross-sectional area of the light guide portion in the branch area, the greater the proportion of the returned light. This improves the efficiency of the light guide.

Vorzugsweise ist die Summe der Querschnittsflächen der Mündungsäste im Verzweigungsbereich zumindest so groß, vorzugsweise aber größer als die Summe der Flächeninhalte der genannten Stirnflächenabschnitte.Preferably, the sum of the cross-sectional areas of the muzzle branches in the branching region is at least as great, but preferably greater than the sum of the area contents of said end face sections.

Andererseits ist denkbar, dass die Mündungsäste der Rückleitbögen unmittelbar aneinander anschließend in den Verzweigungsbereich einmünden. In diesem Fall gibt es keine Stirnflächenabschnitte zwischen den Mündungsästen. Bei solchen Ausgestaltungen ist insbesondere denkbar, dass die Summe der Querschnittsflächen der Mündungsäste genauso groß ist, wie der Querschnitt des Lichtführungsabschnitts im Verzweigungsbereich selbst. Insofern ist es dann möglich, dass das gesamte in dem Lichtführungsabschnitt geleitete Licht in die Mündungsäste übergeht.On the other hand, it is conceivable that the mouth branches of the return bends then directly adjoin one another in the branching region. In this case, there are no face portions between the mouth branches. In such embodiments, it is conceivable in particular that the sum of the cross-sectional areas of the mouth branches is just as large as the cross section of the light guide section in the branch area itself. Insofar it is then possible that the entire light guided in the light guide section passes into the mouth branches.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung verläuft zumindest einer der Rückleitbögen, einige Rückleitbögen oder alle Rückleitbögen näherungsweise entlang eines Krümmungskreises gebogen, wobei der Krümmungsradius des Krümmungskreises größer ist als die Dicke des Rückleitbogens. Bei einem näherungsweise kreisförmigen Querschnitt entspricht die Dicke z.B. dem (größten) Durchmesser der Querschnittsfläche des Rückleitbogens. Bei polygonalem Querschnitt kann z.B ein in einer Erstreckungsebene des Rückleitbogens verlaufender Durchmesser der Querschnittsfläche als Maß für die Dicke gewählt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn der Krümmungsradius so groß wie oder größer als der sechsfache Durchmesser bzw. Dicke ist. Durch diese Ausgestaltung kann verhindert werden, das Licht in ungewollter Weise aus dem Rückleitbogen ausgekoppelt wird, wenn aufgrund einer zu starken Krümmung lokal die Bedingung der Totalreflexion nicht mehr erfüllt ist. Grundsätzlich tritt eine ungewollte Auskopplung dann auf, wenn die in dem Rückleitbogen geleiteten Lichtstrahlen zu steil auf die Begrenzungsflächen auftreffen, was bei zu starker Krümmung des Rückleitbogens und/oder bei zu großem Durchmesser der Querschnittsfläche des Rückleitbogens der Fall sein kann.According to an advantageous embodiment, at least one of the return bends, some return bends or all Rückleitbögen bent approximately along a circle of curvature, wherein the radius of curvature of the circle of curvature is greater than the thickness of the Rückleitbogens. For an approximately circular cross-section, the thickness corresponds to e.g. the (largest) diameter of the cross-sectional area of the return arc. For example, in the case of a polygonal cross-section, a diameter of the cross-sectional area running in an extension plane of the return bend can be selected as a measure of the thickness. It has proven particularly advantageous if the radius of curvature is as large as or greater than six times the diameter or thickness. By this configuration can be prevented, the light is uncoupled from the Rückleitbogen unintentionally, if due to excessive curvature locally the condition of total reflection is no longer met. In principle, unwanted coupling occurs when the light beams conducted in the return arc impinge too steeply on the boundary surfaces, which may be the case if the return curve is excessively curved and / or the cross-sectional area of the return arc is too large.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Lichtleiters besteht darin, dass mehrere Rückleitbögen konzentrisch zueinander an dem Verzweigungsabschnitt ansetzen. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die zwei Mündungsäste eines inneren Rückleitbogens zwischen den beiden Mündungsästen eines weiteren, äußeren Rückleitbogens in den Verzweigungsabschnitt münden. Vorzugsweise sind sämtliche Rückleitbögen konzentrisch angeordnet. An advantageous embodiment of the light guide is that several return bends concentric to each other at the branching section. This can be achieved, in particular, by virtue of the fact that the two mouth branches of an inner return arc open into the branching section between the two mouth branches of a further, outer return bend. Preferably, all return bends are arranged concentrically.

Zur weiteren Ausgestaltung können die verschiedenen Rückleitbögen in einer gemeinsamen Ebene verlaufen. For further refinement, the various return bends can run in a common plane.

Zwischen je zwei nebeneinander konzentrisch verlaufenden Rückleitbögen kann ein Abstandsspalt vorgesehen sein, wobei der Abstandsspalt zwischen verschiedenen Paaren nebeneinander konzentrisch verlaufender Rückleitbögen unterschiedlich groß sein kann. Denkbar sind jedoch auch Ausgestaltungen mit äquidistanten Rückleitbögen.Between two adjacent concentrically extending Rückleitbögen a clearance gap may be provided, wherein the distance gap between different pairs of concentrically extending side by side return bends may be of different sizes. Conceivable, however, are also embodiments with equidistant return bends.

Die Dicke verschiedener Rückleitbögen kann unterschiedliche groß sein. Beispielsweise kann bei konzentrisch verlaufenden Rückleitbögen die Dicke eines inneren Rückleitbogens geringer sein, als die Dicke eines äußeren Rückleitbogens.The thickness of various return bends may be different. For example, in the case of concentrically extending return bends, the thickness of an inner return bend may be less than the thickness of an outer return bend.

Anstelle einer konzentrischen Anordnung der Rückleitbögen können diese jedoch auch nebeneinander an dem Verzweigungsbereich ansetzen. Denkbar ist, dass mehrere Rückleitbögen derart angeordnet sind, dass ihre Mündungsäste in einer Reihe nebeneinander in den Verzweigungsbereich münden, wobei die zwei Mündungsäste eines jeweiligen Rückleitbogens in einer Reihe jeweils unmittelbar benachbart zueinander liegen. Insofern sind die Bogenbereiche verschiedener Rückleitbögen dann nicht konzentrisch zueinander, sondern verlaufen nebeneinander.However, instead of a concentric arrangement of the return bends, these can also start next to each other at the branching area. It is conceivable that a plurality of return bends are arranged such that their muzzle branches open in a row next to each other in the branching region, wherein the two muzzle branches of a respective return arc in a row are each immediately adjacent to each other. In this respect, the arc areas of various return bends are then not concentric with each other, but run side by side.

Durch die Ausgestaltung des Übergangs zwischen Lichtführungsabschnitt und Rückleitbogen können die optischen Eigenschaften des Lichtleiters ausgestaltet werden. So kann sich z.B. ein Mündungsast oder mehrere bzw. alle Mündungsäste im Verlauf ausgehend von dem Verzweigungsbereich trichterartig verjüngen. Alternativ können sich die Mündungsäste auch trichterartig erweitern. Je nach Ausgestaltung des Übergangs kann die Rückleitungseffizenz verbessert werden oder die Parallelisierung des geleiteten Lichts erhöht werden. Due to the configuration of the transition between the light guide section and return arc, the optical properties of the light guide can be configured. Thus, for example, an orifice or more or all muzzle branches in the course tapering funnel-like starting from the branching region. Alternatively, the muzzle branches can also widen funnel-like. Depending on the design of the transition, the return license can be improved or the parallelization of the guided light can be increased.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht auch darin, dass sich der Lichtführungsabschnitt vollständig in genau ein Paar Mündungsäste aufteilt, welche über einen insbesondere ringförmigen Bogenbereich ineinander übergehen, d.h. einstückig miteinander verbunden sind.An advantageous embodiment of the invention is also that the light guide section is completely divided into exactly one pair of muzzle branches, which merge into each other over a particular annular arc area, i. are integrally connected to each other.

Nach einem Aspekt der Erfindung ist wenigstens ein Auskoppelelement oder mehrere oder alle Auskoppelelemente derart ausgestaltet, dass das Auskoppelelement auch auf das mittels der Rückleitbögen zurückgeführte Licht wirkt. An dem Lichtführungsabschnitt können auch zwei verschiedene Arten von Auskoppelelementen vorgesehen sein, eine erste Art zur Auskopplung des von dem Lichteinkoppelabschnitt herkommenden Lichts, eine zweite Art für das zurückgeführte Licht.According to one aspect of the invention, at least one outcoupling element or several or all outcoupling elements are designed such that the outcoupling element also acts on the light returned by means of the return arcs. Two different types of decoupling elements can also be provided on the light guide section, a first type for decoupling the light originating from the light coupling section, a second type for the recirculated light.

Die zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Kfz-Beleuchtungseinrichtung gelöst, welche wenigstens eine Lichtquelle, beispielsweise LED, sowie wenigstens einen Lichtleiter der vorstehend beschriebenen Art aufweist. Die Lichtquelle ist derart angeordnet, dass das von ihr ausstrahlbare Licht durch die Lichteinkoppelfläche des Lichteinkoppelabschnitts in den Lichtleiter einkoppelbar ist. The underlying object is also achieved by a motor vehicle lighting device which has at least one light source, for example LED, as well as at least one light guide of the type described above. The light source is arranged in such a way that the light which can be emitted by it can be coupled into the light guide through the light coupling-in surface of the light coupling-in section.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren näher beschrieben.Further details and advantageous embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to FIGS.

Es zeigen:Show it:

1 skizzierte Darstellung zur Erläuterung der Auskoppelelemente; 1 sketched representation to explain the decoupling elements;

2 vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtleiters in Draufsicht und in perspektivischer Seitenansicht; 2 simplified representation of a light guide according to the invention in a plan view and in a perspective side view;

3 Detailansicht auf den Endabschnitt des Lichtleiters gemäß 2; 3 Detailed view of the end portion of the light guide according to 2 ;

4 Detailansichten zur Erläuterung weiterer Ausgestaltungen für den Endabschnitt; und 4 Detailed views for explaining further embodiments of the end portion; and

5 vereinfachte Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lichtleiters. 5 simplified representation of another embodiment of a light guide according to the invention.

In den Figuren und in der nachfolgenden Beschreibung sind für identische oder einander entsprechende Merkmale jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.In the figures and in the following description, the same reference numerals are used for identical or corresponding features.

Zur Erläuterung der Funktionsweise der Auskoppelelemente bei der vorliegenden Erfindung ist in 1 beispielhaft eine Kfz-Beleuchtungseinrichtung 10 mit einer Lichtquelle 12 (z.B. Leuchtdiode LED) und einem Lichtleiter 14 skizziert. Der Lichtleiter 14 weist grundlegende Merkmale der vorstehend betrachteten Lichtleiter auf, nämlich einen Lichteinkoppelabschnitt 16 mit einer Lichteinkoppelfläche 18 für das Licht der Lichtquelle 12, einen sich ausgehend von dem Lichteinkoppelabschnitt 16 erstreckenden Lichtführungsabschnitt 20, sowie einen sich hieran anschließenden und dem Lichteinkoppelabschnitt 16 abgewandten Endabschnitt 22. Der Lichtführungsabschnitt 20 ist von Lichtleitflächen 24, 24' derart begrenzt, dass Licht mittels interner Totalreflexion an den Lichtleitflächen 24, 24' und gegebenenfalls an weiteren Grenzflächen nach Einkopplung in den Lichteinkoppelabschnitt 16 von diesem weg und zum Endabschnitt 22 geleitet werden kann. Insofern erstrecken sich die Lichtleitflächen 24, 24' von dem Lichteinkoppelabschnitt 16 zu dem Endabschnitt 22. Im dargestellten Beispiel ist der Lichtleiter 14 dazu eingerichtet, dass als Nutzlicht eine Abstrahllichtverteilung 25 erzeugt werden soll, welche sich im Wesentlichen lateral zur Erstreckungsrichtung des Lichtführungsabschnitts 20 ausbreitet und welche vom Licht der Lichtquelle 12 gespeist wird. Hierzu weist der Lichtführungsabschnitt 20 im dargestellten Beispiel ein Auskoppelelement 26 auf. Es können grundsätzlich auch mehrere Auskoppelelemente an dem Lichtführungsabschnitt 20 angeordnet sein. To explain the operation of the decoupling in the present invention is in 1 an example of a motor vehicle lighting device 10 with a light source 12 (eg light emitting diode LED) and a light guide 14 outlined. The light guide 14 has basic features of the light guides considered above, namely a Lichteinkoppelabschnitt 16 with a light input surface 18 for the light of the light source 12 , a starting from the Lichteinkoppelabschnitt 16 extending light guide section 20 , as well as a subsequent and the Lichteinkoppelabschnitt 16 opposite end portion 22 , The light guide section 20 is of light guide surfaces 24 . 24 ' so limited that light by means of total internal reflection at the light guide surfaces 24 . 24 ' and optionally at further interfaces after coupling into the Lichteinkoppelabschnitt 16 from this way and to the end section 22 can be directed. In this respect, the light guide surfaces extend 24 . 24 ' from the light coupling section 16 to the end section 22 , In the example shown, the light guide 14 to set up that as a useful light a light beam distribution 25 is to be generated, which is substantially laterally to the extension direction of the light guide section 20 spreads and which of the light of the light source 12 is fed. For this purpose, the light guide section 20 in the example shown, a decoupling element 26 on. In principle, it is also possible to use a plurality of decoupling elements on the light-guiding section 20 be arranged.

Das Auskoppelelement 26 ist im dargestellten Beispiel als ein sich prismenartig über eine Lichtleitfläche 24 erhebender Vorsprung ausgebildet. Das Auskoppelelement 26 weist eine Reflexionsfläche 28 auf, welche unter einem nicht verschwindenden Winkel bezüglich der Lichtleitfläche 24 verläuft. Die Reflexionsfläche 28 ist derart orientiert, das in dem Lichtführungsabschnitt 20 geleitete Lichtstrahlen, welche auf die Reflexionsflächen treffen, von dieser in Richtung zur gegenüberliegenden Lichtleitfläche 24' umgelenkt werden, so dass an dieser Lichtleitfläche 24' die Bedingung der Totalreflexion lokal nicht erfüllt ist. Daher wird das von dem Auskoppelelement 26 erfasste Licht zur gegenüberliegenden Seite des Lichtführungsabschnitts 20 gerichtet und tritt dort als Abstrahllichtverteilung 25 aus. Insofern bildet ein dem Auskoppelelement 26 gegenüberliegender Bereich der Lichtleitfläche 24' eine Auskoppelfläche 30 des Lichtführungsabschnitts 20.The decoupling element 26 is in the example shown as a prismatic over a Lichtleitfläche 24 formed uplifting projection. The decoupling element 26 has a reflection surface 28 on, which at a non-vanishing angle with respect to the Lichtleitfläche 24 runs. The reflection surface 28 is oriented in the light guide section 20 guided light rays, which hit the reflection surfaces, from the latter in the direction of the opposite light guide surface 24 ' be deflected so that at this light guide surface 24 ' the condition of total internal reflection is not fulfilled locally. Therefore, that of the decoupling element 26 detected light to the opposite side of the light guide section 20 directed and occurs there as Abstrahllichtverteilung 25 out. In this respect, forms the decoupling element 26 opposite region of the light guide surface 24 ' a decoupling surface 30 of the light guide section 20 ,

Diese Ausgestaltung und Funktionsweise des Auskoppelelements 26 ist nur beispielhaft. Denkbar sind jedoch auch Auskoppelelemente, welche selbst eine Auskoppelfläche aufweisen, durch die das auszukoppelnde Licht austritt. Grundsätzlich können sämtliche Ausgestaltungen für Auskoppelelemente bei der vorliegenden Erfindung Verwendung finden.This embodiment and operation of the decoupling element 26 is only an example. However, it is also conceivable decoupling elements, which themselves have a decoupling surface through which emerges the light to be coupled out. In principle, all embodiments for decoupling elements can be used in the present invention.

In 1 kann derjenige Anteil des in dem Lichtleiter 14 geleiteten Lichts, welcher nicht von dem Auskoppelelement 26 erfasst wird, durch eine Stirnfläche 31 des Endabschnitts 22 austreten und steht daher nicht für die Erzeugung der gewünschten Abstrahllichtverteilung 25 zur Verfügung.In 1 can that portion of the in the light guide 14 directed light, which is not from the decoupling element 26 is detected by an end face 31 of the end section 22 emerge and therefore does not stand for the generation of the desired Abstrahllichtverteilung 25 to disposal.

In den 2a und 2b sind verschiedene Ansichten einer Kfz-Beleuchtungseinrichtung 40 mit erfindungsgemäß verbesserten Lichtleitern 42 dargestellt. Die Lichtleiter 42 weisen grundlegende Merkmale der vorstehend erläuterten Lichtleiter 14 auf, unterscheiden sich jedoch im Wesentlichen in der Ausgestaltung des Endabschnitts 22. Hinsichtlich der Ausgestaltung des Lichteinkoppelabschnitts 16 und des Lichtführungsabschnitts 20 mit den Lichtleitflächen 24 wird auf die Erläuterungen zu 1 verwiesen. Insbesondere weist der Lichtführungsabschnitt 20 zumindest ein Auskoppelelement, vorzugsweise jedoch eine Mehrzahl von Auskoppelelementen auf, welche in der zu 1 erläuterten Art ausgestaltet sein können. Die Auskoppelelemente sind in der Darstellung der 2 (und auch in den folgenden Figuren) aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.In the 2a and 2 B are different views of a vehicle lighting device 40 with inventively improved light guides 42 shown. The light guides 42 have basic features of the light guides explained above 14 However, they differ substantially in the design of the end section 22 , With regard to the embodiment of the Lichteinkoppelabschnitts 16 and the light guide section 20 with the light guide surfaces 24 to the explanatory notes 1 directed. In particular, the light guide section 20 at least one outcoupling element, but preferably a plurality of outcoupling elements, which in the zu 1 explained type can be configured. The decoupling elements are in the representation of 2 (And also in the following figures) for reasons of clarity not shown.

Der Lichtleiter 42 weist an seinem Endabschnitt 22 einen Verzweigungsbereich 44 auf, in welchem sich der Lichtführungsabschnitt 20 in mehrere (im dargestellten Beispiel sechs) Mündungsäste 46 von Rückleitbögen 48 aufteilt. Insofern verzweigt der Lichtführungsabschnitt 20 entlang des Verlaufs von dem Lichteinkoppelabschnitt 16 weg in seinem Verzweigungsbereich 44 in mehrere Äste. The light guide 42 points at its end section 22 a branching area 44 on, in which the light guide section 20 in several (in the example shown six) mast branches 46 of return bills 48 divides. In this respect, the light guide section branches 20 along the course of the Lichteinkoppelabschnitt 16 away in its branching area 44 in several branches.

Die 3 zeigt eine Detailansicht des Endabschnitts 22, genauer des Verzweigungsbereiches 44 des Lichtleiters 42. Der Lichtleiter 42 teilt sich in dem Verzweigungsbereich 44 in sechs Mündungsäste 46a, 46a', 46b, 46b', 46c, 46c' auf. Diese sind sich jeweils paarweise zugeordnet, indem sie über sich im dargestellten Beispiel kreisbogenartig erstreckende Bogenbereiche 50 kontinuierlich und einstückig miteinander verbunden sind. Dabei gehen die Mündungsäste 46a, 46a' in den Bogenbereich 50a über, die Mündungsäste 46b, 46b' in den Bogenbereich 50b, und die Mündungsäste 46c, 46c' in den Bogenbereich 50c. Dadurch werden im dargestellten Beispiel drei Rückleitbögen 48a, 48b, 48c gebildet, welche jeweils mit ihren Mündungsästen 46a, 46a', 46b, 46b', 46c, 46c' in den Verzweigungsbereich 44 münden und bogenartig vom Verzweigungsbereich weg und zu diesem zurück verlaufen.The 3 shows a detailed view of the end portion 22 , more precisely the branching area 44 of the light guide 42 , The light guide 42 splits in the branching area 44 in six muzzle branches 46a . 46a ' . 46b . 46b ' . 46c . 46c ' on. These are each assigned in pairs, by extending in the example shown arc-like extending arc areas 50 continuous and integral with each other. It goes the muzzle branches 46a . 46a ' in the bow area 50a over, the muzzle branches 46b . 46b ' in the bow area 50b , and the muzzle branches 46c . 46c ' in the bow area 50c , As a result, in the example shown, three return bends 48a . 48b . 48c formed, each with their mouth branches 46a . 46a ' . 46b . 46b ' . 46c . 46c ' in the branching area 44 open out and arc away from the branching area and run back to this.

Durch diese Ausgestaltung kann erreicht werden, dass Licht, welches aus dem Lichtleiter 42 in einem Rückleitbogen 48a, 48b, 48c (durch seinen jeweiligen Mündungsast 46a bis 46c) eingeleitet wird, durch den jeweiligen Bogenbereich 50a, 50b, 50c des Rückleitbogens 48a, 48b, 48c in den Verzweigungsbereich 44 und damit in den Lichtführungsabschnitt 20 zurückgeleitet wird. Dies ist in der 3 anhand einiger beispielhaft skizzierter Lichtstrahlen dargestellt. By this configuration can be achieved that light, which from the light guide 42 in a return arc 48a . 48b . 48c (by its respective mouth branch 46a to 46c ) is initiated by the respective arc area 50a . 50b . 50c of the return sheet 48a . 48b . 48c in the branching area 44 and thus in the light guide section 20 is returned. This is in the 3 illustrated by some example sketched light rays.

Im Beispiel der 3 münden die Mündungsäste 46a, 46b, 46c, 46c', 46b', 46a' entlang einer Reihe nebeneinander in den Verzweigungsbereich 44 ein. Vorzugsweise liegen alle Mündungsäste in einer gemeinsamen Ebene. Die den verschiedenen Rückleitbögen 48a, 48b, 48c zugeordneten Mündungsäste 46a bis 46c sind dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass die Rückleitbögen 48a bis 48c konzentrisch zueinander verlaufen, dass ein innerster Rückleitbogen 48c, ein mittlerer Rückleitbogen 48b und ein äußerer Rückleitbogen 48a gebildet ist. Hierzu liegen im dargestellten Beispiel die Mündungsäste 46b, 46b' und die Mündungsäste 46c, 46c' zwischen den äußeren Mündungsästen 46a, 46a' des äußeren Rückleitbogens 48a. Denkbar sind jedoch auch Ausgestaltungen mit nicht konzentrisch zueinander verlaufenden Rückleitbögen, bei welchen z.B. die jeweils paarweise zugeordneten Mündungsäste unmittelbar nebeneinander in den Verzweigungsbereich münden können.In the example of 3 the muzzle branches open 46a . 46b . 46c . 46c ' . 46b ' . 46a ' along a row next to each other in the branching area 44 one. Preferably, all muzzle branches lie in a common plane. The various return bills 48a . 48b . 48c associated muzzle branches 46a to 46c are preferably such arranged that the return bows 48a to 48c run concentrically to each other, that an innermost return arc 48c , a middle return arc 48b and an outer return arc 48a is formed. For this purpose, in the example shown, the muzzle branches 46b . 46b ' and the muzzle branches 46c . 46c ' between the outer muzzle branches 46a . 46a ' of the outer return arc 48a , Conceivable, however, are embodiments with non-concentrically extending return bends, in which, for example, the paired muzzle branches can open directly adjacent to one another in the branching region.

Im Verzweigungsbereich 44 ist der Lichtleiter 42 von Stirnflächenabschnitten 52 begrenzt, welche sich quer zur Erstreckungsrichtung des Lichtführungsabschnitts 20 erstrecken und den Lichtleiter 44 jeweils zwischen den verschiedenen Rückleitbögen 48a bis 48c begrenzen. Dabei verlaufen zwischen je zwei verschiedenen, einander benachbarten Rückleitbögen 48a, 48b bzw. 48b, 48c jeweils Teilbereiche der Stirnflächenabschnitte 52. Darüber hinaus erstreckt sich zwischen den Mündungsästen 46c, 46c' des innersten Rückleitbogens 48c ein (im dargestellten Beispiel größerer) Bereich des Stirnflächenabschnitts 52. Im dargestellten Beispiel sind die Rückleitbögen 48a bis 48c als halbkreisartig gebogene Lichtleitstrukturen ausgebildet, welche an eine gedachte Stirnfläche des Lichtleiters 42, die die Stirnflächenabschnitte 52 umfasst, aufgesetzt und einstückig mit dem Lichtleiter 42 in seinem Verzweigungsbereich 44 verbunden sind. Jedoch sind auch andere Formen denkbar.In the branching area 44 is the light guide 42 of face portions 52 limited, which is transverse to the extension direction of the light guide section 20 extend and the light guide 44 each between the different return bends 48a to 48c limit. In this case, run between each two different, adjacent return curves 48a . 48b respectively. 48b . 48c each subareas of the end surface sections 52 , It also extends between the muzzle branches 46c . 46c ' of the innermost return arc 48c a (in the example shown larger) area of the end face portion 52 , In the example shown, the return bends 48a to 48c formed as a semicircular curved Lichtleitstrukturen, which at an imaginary end face of the light guide 42 covering the end face sections 52 includes, mounted and integral with the light guide 42 in its branching area 44 are connected. However, other forms are conceivable.

Durch die Größenverhältnisse der Querschnittsflächen der Rückleitbögen 48a bis 48c und der Stirnflächenabschnitte 52 kann der Anteil des zurückgeleiteten Lichts beeinflusst werden. Im dargestellten Beispiel ist die Summe der Querschnittsfläche aller Mündungsäste 46a, 46a', 46b, 46b', 46c, 46c' ungefähr gleich groß wie die Summe der Flächeninhalte aller Stirnflächenabschnitte 52. Es sind jedoch auch andere Verhältnisse der Querschnittsflächen denkbar und je nach Anwendungsgebiet vorteilhaft.Due to the size ratios of the cross-sectional areas of the return bends 48a to 48c and the face portions 52 the proportion of the returned light can be influenced. In the example shown, the sum of the cross-sectional area of all muzzle branches 46a . 46a ' . 46b . 46b ' . 46c . 46c ' about the same size as the sum of the area contents of all face portions 52 , However, other ratios of the cross-sectional areas are conceivable and advantageous depending on the field of application.

Die Bogenbereiche 50a, 50b, 50c verlaufen im dargestellten Beispiel entlang einer kreisförmigen Leitkurve, d.h. entlang eines Krümmungskreises. Dem Krümmungskreis kann ein Krümmungsradius 54 zugeordnet werden, welcher in 3 beispielhaft für den innersten Rückleitbogen 48c eingezeichnet ist. Je kleiner der Krümmungsradius 54, desto stärker gekrümmt verläuft der jeweilige Rückleitbogen. Eine zu starke Krümmung kann dazu führen, dass die in dem Rückleitbogen geleiteten Lichtstrahlen unter einem zu steilen Winkel auf die Begrenzungsflächen des Rückleitbogens auftreffen und so in ungewollter Weise aus dem Rückleitbogen austreten können. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, kann die Dicke der Querschnittsfläche des jeweiligen Rückleitbogens (in 3 ist beispielhaft die Dicke 56 des innersten Rückleitbogens 48c eingezeichnet, hier bestimmt durch den Abstand von radial innen liegender Begrenzungsfläche und radial außen liegender Begrenzungsfläche des Rückleitbogens) ausreichend klein im Vergleich zum Krümmungsradius 54 gewählt werden, so dass für die aus dem Lichtführungsabschnitt 20 in dem Rückleitbogen 48c eingeleiteten Lichtstrahlen die Bedingung der Totalreflexion nahezu immer erfüllt ist.The bow areas 50a . 50b . 50c run in the example shown along a circular guide curve, ie along a circle of curvature. The radius of curvature may have a radius of curvature 54 be assigned, which in 3 exemplary for the innermost return arc 48c is drawn. The smaller the radius of curvature 54 , the more curved the respective return arc runs. Excessive curvature can cause the light rays guided in the return arc to impinge at too steep an angle on the boundary surfaces of the return arc and thus can escape from the return arc in an unintentional manner. To counteract this effect, the thickness of the cross-sectional area of the respective return arc (in 3 is an example of the thickness 56 of the innermost return arc 48c drawn here, determined here by the distance of the radially inner boundary surface and the radially outer boundary surface of the Rückleitbogens) sufficiently small compared to the radius of curvature 54 be chosen so that for the out of the light guide section 20 in the return arc 48c introduced light beams the condition of total reflection is almost always met.

Zwischen benachbarten Rückleitbögen (z.B. 48a und 48b) ist bei der in 3 beispielhaft dargestellten konzentrischen Ausgestaltung ein Abstandsspalt 58 vorgesehen. Hierbei kann der jeweilige Abstandsspalt zwischen verschiedenen benachbarten Rückleitbögen unterschiedlich groß gewählt sein oder – wie im Beispiel der 3 – gleich groß.Between adjacent return bends (eg 48a and 48b ) is at the in 3 a concentric configuration exemplified a clearance gap 58 intended. In this case, the respective spacing gap between different adjacent return curves can be chosen to be different or - as in the example of 3 - same size.

Die Dicke 56 verschiedener Rückleitbögen kann gleich sein. Im dargestellten Beispiel ist die Dicke des inneren Rückleitbogens 48c geringer als die Dicke des nächstäußeren Rückleitbogens 48b. Insofern ist denkbar, dass die Dicke der konzentrisch entlang von Krümmungskreisen verlaufenden Rückleitbögen 48a, 48b, 48c, usw. mit zunehmendem Abstand vom gemeinsamen Mittelpunkt der Krümmungskreise größer wird. Die senkrecht zur Erstreckungsebene der Rückleitbögen bestimmte Höhe der Rückleitbögen ist im Beispiel der 2 für alle Rückleitbögen 48 gleich und entspricht im Wesentlichen dem Abstand der beiden Lichtleitflächen 24.The fat 56 Different return bills can be the same. In the example shown, the thickness of the inner return arc is 48c less than the thickness of the next return arc 48b , In this respect, it is conceivable that the thickness of the return arcs running concentrically along curvature circles 48a . 48b . 48c , etc. becomes larger with increasing distance from the common center of the circle of curvature. The height of the return bends, which is determined perpendicular to the plane of extent of the return bends, is in the example of FIG 2 for all return bills 48 is equal and corresponds essentially to the distance between the two light guide surfaces 24 ,

Die 4 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit für die Rückleitbögen der erfindungsgemäßen Lichtleiter. Grundsätzlich kann ein Rückleitbogen 48a bis 48c von zueinander im Wesentlichen parallel verlaufenden Begrenzungsflächen begrenzt sein, die sich ausgehend von dem Verzweigungsbereich 44 bogenartig zu diesem zurückwölben. Ein solcher paralleler Verlauf ist in dem in 3 gezeigten Beispiel gezeigt. Im Falle der 4 jedoch verjüngt sich der Mündungsast 46b im Verlauf ausgehend von dem Verzweigungsbereich 44 trichterartig. Entsprechende Ausgestaltungen sind für die weiteren Mündungsäste möglich. Der Mündungsast 46b ist von Begrenzungsflächen 60 begrenzt, die ausgehend von ihrem Übergang in den Verzweigungsbereich 44 zunächst unter einem Trichterwinkel aufeinander zu verlaufen. Im weiteren Verlauf des zugeordneten Bogenbereiches 58b können die Begrenzungsflächen 60 parallel zueinander verlaufen, wie in 4 dargestellt. Als vorteilhaft hat sich ein Trichterwinkel von ca. 15° herausgestellt. Durch die Verjüngung kann ein größerer Anteil des in dem Lichtleiter geführten Lichtes in dem Rückleitbogen eingeleitet werden, was zu einer Erhöhung der optischen Effizienz führt. Vorteilhaft können jedoch auch Ausgestaltungen sein, bei welchen sich der Mündungsast ausgehend von dem Verzweigungsbereich trichterartig erweitert. The 4 shows a further embodiment possibility for the return curves of the light guide according to the invention. Basically, a return arc 48a to 48c be bounded by mutually substantially parallel boundary surfaces extending from the branch region 44 arch back to this arch. Such a parallel course is in the in 3 shown example shown. In case of 4 however, the muzzle branch tapers 46b in the course from the branching area 44 like a funnel. Corresponding embodiments are possible for the other muzzle branches. The muzzle branch 46b is of boundary surfaces 60 bounded by their transition into the branching region 44 initially to run towards each other under a funnel angle. In the course of the associated bow area 58b can the boundary surfaces 60 parallel to each other, as in 4 shown. A funnel angle of about 15 ° has proved to be advantageous. By the taper, a larger proportion of the guided in the light guide light can be introduced in the return arc, resulting in an increase in the optical efficiency. However, can also be advantageous Be configurations in which the mouth branch extends funnel-like starting from the branching area.

Die 5 zeigt eine weitere Kfz-Beleuchtungseinrichtung 70 mit einer weiteren Ausführungsform für einen erfindungsgemäßen Lichtleiter 72. Dieser weist ebenfalls einen Lichteinkoppelabschnitt 16, einen sich hiervon ausgehend erstreckenden Lichtführungsabschnitt 20 und einen Endabschnitt 22 auf. An dem Lichtführungsabschnitt 20 sind Einrichtungen zur Auskopplung des geleiteten Lichtes vorgesehen, wie vorstehend bereits erläutert, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.The 5 shows another automotive lighting device 70 with a further embodiment for a light guide according to the invention 72 , This also has a Lichteinkoppelabschnitt 16 a light guide section extending therefrom 20 and an end portion 22 on. At the light guide section 20 Devices are provided for coupling out the guided light, as already explained above, which are not shown for reasons of clarity.

In dem Verzweigungsbereich 44 teilt sich der Lichtführungsabschnitt 20 vollständig in zwei Mündungsäste 46a und 46b auf, die über einen Bogenbereich 50 miteinander verbunden sind und so einen Rückleitbogen 48 mit der vorstehend beschriebenen Funktion ausbilden. Ausgehend von dem Verzweigungsbereich 44 biegen sich die Mündungsäste 46a und 46b in entgegengesetzte Richtungen nach lateral außen bezüglich der Erstreckungsrichtung des Lichtführungsabschnitts 20 und liegen nicht in einer gemeinsamen Ebene. Der Bogenbereich 50 verbindet die in verschiedenen Ebenen liegenden Mündungsäste 46a und 46b. In the branch area 44 shares the light guide section 20 completely in two muzzle branches 46a and 46b on that over a bow area 50 connected to each other and so a return arc 48 form with the function described above. Starting from the branching area 44 the muzzle branches bend 46a and 46b in opposite directions laterally outward with respect to the extension direction of the light guide section 20 and are not in a common plane. The bow area 50 connects the muzzle branches lying in different levels 46a and 46b ,

Wie in der 5 ferner ersichtlich, kann ein Stirnflächenabschnitt 52 zwischen den Mündungsästen 46a und 46b des Rückleitbogens entfallen. Bei solchen Ausgestaltungen kann im Verzweigungsbereich 44 die Summe der Querschnittsflächen der Mündungsäste 46a und 46b gerade der Querschnittsfläche des Lichtführungsabschnitts 20 in dem Verzweigungsbereich 44 entsprechen. Insbesondere ist denkbar, dass jeder der Mündungsäste 46 eine Querschnittsfläche aufweist, die gerade halb so groß ist, wie die Querschnittsfläche des Lichtleiters in dem Verzweigungsbereich 44.Like in the 5 also can be seen, an end face portion 52 between the mouth branches 46a and 46b of the return sheet. In such embodiments, in the branching area 44 the sum of the cross-sectional areas of the muzzle branches 46a and 46b just the cross-sectional area of the light guide section 20 in the branch area 44 correspond. In particular, it is conceivable that each of the muzzle branches 46 has a cross-sectional area which is just half the size of the cross-sectional area of the optical fiber in the branching region 44 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10314352 A1 [0005] DE 10314352 A1 [0005]
DE 102007049861 A1 [0005] DE 102007049861 A1 [0005]

Claims

Lichtleiter (42, 72) für eine Kfz-Beleuchtungseinrichtung (40, 70), – mit einem Lichteinkoppelabschnitt (16) mit einer Lichteinkoppelfläche (18) für Licht einer Lichtquelle (12) der Kfz-Beleuchtungseinrichtung; – mit einem von dem Lichteinkoppelabschnitt (16) abgewandten Endabschnitt (22); – mit einem sich zwischen dem Lichteinkoppelabschnitt (16) und dem Endabschnitt (22) erstreckenden Lichtführungsabschnitt (20), welcher von Lichtleitflächen (24, 24') derart begrenzt ist, dass durch den Lichteinkoppelabschnitt (16) eingekoppeltes Licht durch interne Totalreflexion zu dem Endabschnitt (22) leitbar ist, wobei an dem Lichtführungsabschnitt (20) wenigstens ein Auskoppelelement (26) zur Auskopplung von Licht aus dem Lichtführungsabschnitt (20) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (22) einen Verzweigungsbereich (44) aufweist, in welchem der Lichtleiter (42, 72) in Mündungsäste (46) wenigstens eines Rückleitbogens (48) übergeht, der gebogen von dem Verzweigungsbereich (44) zu diesem zurück verläuft und mit den Mündungsästen (46) derart in den Verzweigungsbereich (44) einmündet, dass in den Rückleitbogen (48) eingeleitetes Licht in den Lichtführungsabschnitt (20) zurückleitbar ist. Optical fiber ( 42 . 72 ) for a motor vehicle lighting device ( 40 . 70 ), - with a Lichteinkoppelabschnitt ( 16 ) with a light input surface ( 18 ) for light of a light source ( 12 ) the automotive lighting device; With one of the light coupling section ( 16 ) facing away end portion ( 22 ); - with a between the Lichteinkoppelabschnitt ( 16 ) and the end section ( 22 ) extending light guide section ( 20 ), which of light guide surfaces ( 24 . 24 ' ) is limited such that by the Lichteinkoppelabschnitt ( 16 ) injected light by total internal reflection to the end portion ( 22 ) is guided, wherein at the light guide section ( 20 ) at least one decoupling element ( 26 ) for the extraction of light from the light guide section ( 20 ), characterized in that the end section ( 22 ) a branching area ( 44 ), in which the optical fiber ( 42 . 72 ) in muzzle branches ( 46 ) at least one return sheet ( 48 ), which is bent from the branching region ( 44 ) runs back to this and with the muzzle branches ( 46 ) in the branching area ( 44 ), that in the return sheet ( 48 ) introduced light into the light guide section ( 20 ) is zurückleitbar.

Lichtleiter (42, 72) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter im Verzweigungsbereich (44) in eine gerade Anzahl von Mündungsästen (46) übergeht, welche jeweils paarweise einander zugeordnet sind und mit einem Bogenbereich (50) ineinander übergehen. Optical fiber ( 42 . 72 ) according to claim 1, characterized in that the light guide in the branching region ( 44 ) into an even number of mouth branches ( 46 ), which are each assigned in pairs to each other and with an arc area ( 50 ) merge.

Lichtleiter (42, 72) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche zumindest eines Mündungsastes (46) kleiner oder gleich der halben Querschnittsfläche des Lichtführungsabschnitts (20) ist.Optical fiber ( 42 . 72 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional area of at least one mouth ( 46 ) smaller than or equal to half the cross-sectional area of the light guide section ( 20 ).

Lichtleiter (42) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (22) in dem Verzweigungsbereich (44) sich zwischen Mündungsästen (46a, 46b, 46c) erstreckende Stirnflächenabschnitte (52) aufweist, welche den Lichtführungsabschnitt (20) entgegengesetzt zum Lichteinkoppelabschnitt (16) begrenzen.Optical fiber ( 42 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the end section ( 22 ) in the branch area ( 44 ) between muzzle branches ( 46a . 46b . 46c ) extending end face portions ( 52 ) having the light guide section ( 20 ) opposite to the Lichteinkoppelabschnitt ( 16 ) limit.

Lichtleiter (42) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Querschnittsflächen der Mündungsäste (46) im Verzweigungsbereich (44) so groß wie oder größer als die Summe der Flächeninhalte der Stirnflächenabschnitte (52) ist.Optical fiber ( 42 ) according to the preceding claim, characterized in that the sum of the cross-sectional areas of the muzzle branches ( 46 ) in the branching area ( 44 ) as large as or greater than the sum of the areas of the face portions ( 52 ).

Lichtleiter (42) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückleitbogen (48c) entlang eines Krümmungskreises gebogen verläuft, dessen Krümmungsradius (54) größer ist als die Dicke (56) der Querschnittsfläche des Rückleitbogens (48c).Optical fiber ( 42 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the return arc ( 48c ) is curved along a circle of curvature whose radius of curvature ( 54 ) is greater than the thickness ( 56 ) of the cross-sectional area of the return arc ( 48c ).

Lichtleiter (42) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückleitbogen (48a, 48b, 48c) je zwei Mündungsäste (46a, 46a'; 46b, 46b'; 46c, 46c') aufweist, mit welchen er in den Verzweigungsbereich (44) mündet, und einen zwischen dem Mündungsästen (46a, 46a'; 46b, 46b'; 46c, 46c') verlaufenden Bogenbereich (50a, 50b, 50c), wobei mehrere Rückleitbögen (48a, 48b, 48c) derart angeordnet sind, dass ihre Bogenbereiche (50a, 50b, 50c) konzentrisch zueinander verlaufen.Optical fiber ( 42 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a return arc ( 48a . 48b . 48c ) two muzzle branches ( 46a . 46a '; 46b . 46b '; 46c . 46c ' ) with which it enters the branching region ( 44 ), and one between the mouth branches ( 46a . 46a '; 46b . 46b '; 46c . 46c ' ) extending arc area ( 50a . 50b . 50c ), with several return bills ( 48a . 48b . 48c ) are arranged such that their arc areas ( 50a . 50b . 50c ) are concentric with each other.

Lichtleiter (42, 72) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleitbögen (50) sich ausgehend von dem Verzweigungsbereich (44) entlang einer Kreislinie erstrecken. Optical fiber ( 42 . 72 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the return bends ( 50 ) starting from the branching area ( 44 ) extend along a circular line.

Lichtleiter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Mündungsast (46b) ausgehend von dem Verzweigungsbereich (44) trichterartig verjüngt oder erweitert.Optical waveguide according to one of the preceding claims, characterized in that at least one muzzle branch ( 46b ) starting from the branching region ( 44 ) tapered like a funnel or widened.

Lichtleiter (72) nach einem der Ansprüche 1–3, 6, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Lichtführungsabschnitt (20) in dem Verzweigungsbereich (44) in zwei Mündungsäste (46a, 46b) aufteilt, welche über einen insbesondere ringförmigen Bogenbereich (50) ineinander übergehen.Optical fiber ( 72 ) according to one of claims 1-3, 6, 8 or 9, characterized in that the light guide section ( 20 ) in the branch area ( 44 ) in two mast branches ( 46a . 46b ), which over a particular annular arc area ( 50 ) merge.

Lichtleiter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Auskoppelelement (26) derart ausgebildet ist, dass Licht, welches aus dem Lichtführungsabschnitt (20) kommend durch einen Rückleitbogen (48) in den Lichtführungsabschnitt (20) zurückgeleitet wird, mittels des Auskoppelelements (26) aus dem Lichtführungsabschnitt (20) auskoppelbar ist.Optical waveguide according to one of the preceding claims, characterized in that at least one outcoupling element ( 26 ) is formed such that light, which from the light guide section ( 20 ) coming through a return arc ( 48 ) in the light guide section ( 20 ) is returned by means of the decoupling element ( 26 ) from the light guide section ( 20 ) can be decoupled.