DE60129512T2

DE60129512T2 - Beleuchtungseinricthung verwendbar als Anzeigetafelbeleuchtung oder als Lampe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE60129512T2
Application number: DE60129512T
Authority: DE
Inventors: Claudia Bigliati; Piero Perlo; Piermario Repetto
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: ATE368272T1; IT1320470B1; DE60129512D1; EP1172784A2; EP1172784B1; ITTO20000647A0; EP1172784A3; ITTO20000647A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Beleuchtungsvorrichtungen, die insbesondere verwendet werden können, eine Anzeigetafel oder Ähnliches zu beleuchten, oder außerdem als Lampen für Kraftfahrzeuge verwendet werden können und von der Art sind, die wenigstens eine Lichtquelle, die angrenzend an eine Seite der Anzeigetafel oder des transparenten Elements der Lampe angebracht ist, und wenigstens eine an die Lichtquelle angrenzende Reflexionsfläche, zum Reflektieren der von der Quelle auf eine zu beleuchtende Anzeigetafel oder in die Richtung des transparenten Elements der Lampe ausgestrahlten Lichtstrahlen, umfasst. Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist von US-A-4 929 866 bekannt.
Das Ziel dieser Erfindung ist, eine Vorrichtung des oben erwähnten Typs zur Verfügung zu stellen, die, ausgehend von einer oder mehreren im Wesentlichen punktförmigen Lichtquellen, helle und im Wesentlichen gleichmäßige Beleuchtung der gesamten Oberfläche der Anzeigetafel oder des transparenten Elements der Lampe ermöglicht.
Im Hinblick auf das Erreichen des oben erwähnten Zieles ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung, die die Eigenschaften des Anspruchs 1 aufweist.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform hat die oben erwähnte Reflexionsfläche einen Abschnitt in einer zur Fläche der zu beleuchtenden Anzeigetafel oder zum transparenten Element der Lampe vertikalen Fläche, der ein erstes gekrümmtes Teilstück, das sich näher an der Lichtquelle befindet, und dessen Wölbung der Quelle gegenüber liegt, und ein zweites gekrümmtes Teilstück, das sich weiter entfernt von der Quelle befindet, und dessen Rundhöhlung der Quelle gegenüber liegt.
Dank der oben erwähnten Wesensmerkmale kann die Beleuchtungsvorrichtung nach der Erfindung helle und im Wesentlichen gleichmäßige Beleuchtung über die gesamte Oberfläche der Anzeigetafel oder des transparenten Elements der Lampe erzeugen, selbst wenn es sich bei der Lichtquelle um eine punktförmige Quelle handelt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, dass sich die Reflexionsfläche dank ihrer oben beschriebenen Gestaltung nur entlang eines Teilstücks der Seite der Anzeigetafel, an welches angrenzend die Quelle angebracht ist, erstrecken kann, insofern werden die seitlichen Randbereiche der Anzeigetafel beleuchtet, selbst wenn sich die Reflexionsfläche nicht entlang einer gesamten Seite der Anzeigetafel erstreckt. Dieses Wesensmerkmal führt zu offensichtlichen Vorteilen im Hinblick auf Einfachheit, Wirtschaftlichkeit, und verringerten Gesamtabmessungen der Vorrichtung.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Quelle und der zu beleuchtenden Anzeigetafel ein beugendes optisches Element angebracht, das so konstruiert ist, dass es den auf die Anzeigetafel gerichteten Lichtstrahl in horizontaler Richtung weiter verbreitert.
Weitere Wesensmerkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der unmittelbar folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ausschließlich mittels nicht einschränkender Beispiele zur Verfügung gestellt werden und in denen gilt:
1 ist eine schematische Ansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach der Erfindung;
2 ist ein Querschnitt der Vorrichtung von 1 und zeigt auch ein Diagramm der Beleuchtungsstärke auf der Oberfläche der Anzeigetafel, verbunden mit der Vorrichtung nach der Erfindung;
3 ist eine Vorderansicht der Anzeigetafel von 1 und beinhaltet ein Diagramm der Beleuchtungsstärke über die Anzeigetafel;
4 zeigt ein Diagramm der Beleuchtungsstärke der Anzeigetafel bei der in 1 bis 3 veranschaulichten Lösung;
5 veranschaulicht eine Variante von 2;
6 ist eine Variante des Diagramms von 4 und bezieht sich auf die Beleuchtungsstärke, die mit der Vorrichtung von 5 erzielt werden kann;
7 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die sich auf die Verwendung als eine Lampe für ein Kraftfahrzeug bezieht;
8 ist ein Diagramm, das das Profil eines beugenden optischen Elements des in der Vorrichtung von 7 verwendeten Typs darstellt; und
9 ist ein Diagramm, das das Muster der relativen Intensität in den verschiedenen Beugungsgraden (und demzufolge in den verschiedenen Ablenkungswinkeln) des optischen Elements, auf welches sich das Diagramm von 8 bezieht, zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 bezeichnet die Ziffer 1 im Gesamten eine Anzeigetafel jedes beliebigen Typs (zum Beispiel eine Anzeigetafel für Werbezwecke oder eine Anzeigetafel für Verkehrszeichen), die eine Unterseite oder Basis 2, zwei senkrecht stehende Seiten 3 und eine Oberseite 4, entlang derer eine Beleuchtungsvorrichtung 5 nach der Erfindung angebracht ist, aufweist. Die Vorrichtung umfasst eine oder mehr punktförmige Lichtquellen 6 (im veranschaulichten Beispiel sind drei Lichtquellen vorhanden), deren jede zum Beispiel aus einer LED oder Laserlampe besteht. Jeder Quelle 6 ist eine reflektierende Konstruktion 7 zugehörig. Im veranschaulichten Beispiel sind die drei den drei Quellen 6 zugehörigen reflektierenden Konstruktionen 7 in eine einzige Konstruktion integriert, wie man es deutlich in 1 sehen kann. Die jeder punktförmigen Quelle 6 zugehörige reflektierende Konstruktion 7 hat, was man in 2 sehen kann, ihren Querschnitt in einer zur Anzeigetafel 1 senkrechten vertikalen Ebene. Der Schnitt hat ein Profil mit einem ersten Teilstück 8, das sich näher an der Quelle 6 befindet und gekrümmt ist, wobei die Wölbung der Anzeigetafel 1 gegenüber liegt, und ein zweites Teilstück 9, das gekrümmt ist, wobei die Rundhöhlung der Anzeigetafel 1 gegenüber liegt. Die oben beschriebene Geometrie ermöglicht eine im Wesentlichen gleichmäßige Beleuchtung der gesamten Oberfläche der Anzeigetafel in der vertikalen Richtung, wie man deutlich im Diagramm im rechten Teil von 2 sehen kann, das den Wert der Beleuchtungsstärke 1 über die Oberfläche der Anzeigetafel in der vertikalen Richtung Y zeigt. Wie man sehen kann, ist die Verringerung der Beleuchtungsstärke im äußersten oberen Teil und im äußersten unteren Teil der Anzeigetafel 1 auf einen sehr kleinen Bereich beschränkt, so dass die Beleuchtungsstärke ihren Maximalwert I_max über einen wesentlichen Teil der Oberfläche der Anzeigetafel beibehält.
Jede reflektierende Konstruktion 7 weist einen Abschnitt mit einem gekrümmten, in Richtung der Anzeigetafel 1 konvexen Profil auf, dies gilt ebenso für jede zur Anzeigetafel 1 parallele Abschnittsfläche. Dank dieses Wesensmerkmals breiten sich die von der reflektierenden Konstruktion 7 reflektierten Strahlen in Richtung der zwei Seiten der Anzeigetafel aus, wie in 3 deutlich veranschaulicht wird. Dies ermöglicht, wie man in 3, die in ihrem oberen Teil ein Diagramm beinhaltet, das die Veränderung der Beleuchtungsstärke in der X-Richtung veranschaulicht, deutlich sehen kann, eine im Wesentlichen gleichmäßige Beleuchtung in der jeder Quelle 6 zugehörigen horizontalen Richtung der Oberfläche der Anzeigetafel. Wie man sehen kann, ist die Verringerung der Beleuchtungsstärke an den jeder reflektierenden Konstruktion 7 zugehörigen zwei Seiten des Teilstücks der Anzeigetafel auf einen außerordentlich kleinen Bereich beschränkt, so dass die Beleuchtungsstärke ihren Maximalwert I_max über ein vorherrschendes Teilstück der Oberfläche der Anzeigetafel beibehält. Dank dieser Wesensmerkmale kann sich die reflektierende Konstruktion 7 nur entlang eines zentralen Abschnitts der Oberseite des Teilstücks der Anzeigetafel 1 erstrecken, dem die Quelle 6 zugehörig ist, wie sich klar aus 3 ergibt.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet mit einer Konstruktion, die einfach, kostengünstig und von geringer Größe ist, hoch effiziente Beleuchtung der zu beleuchtenden Anzeigetafel, die von einer im Wesentlichen punktförmigen Lichtquelle ausgeht.
Noch mehr ins Detail gehend, muss man berücksichtigen, dass die Reflexionsfläche der Vorrichtung nach der Erfindung ebenso eine von der nur beispielhaft in 2 veranschaulichten unterschiedliche Gestaltung aufweisen kann. Grundsätzlich ist das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip, dass die Reflexionsfläche die von der Quelle ausgehenden und im jedem elementaren Abschnitt der Reflexionsfläche gegenüber liegenden festen Winkel aufgenommenen Lichtstrahlen auf die zu beleuchtende Anzeigetafel entlang eines im Wesentlichen horizontalen Streifens reflektiert werden. Abschnitte der Reflexionsfläche, die sich in unterschiedlichen vertikalen Positionen befinden, haben einen horizontalen Lichtstrom-Streifen in einer unterschiedlichen vertikalen Position zur Folge. Im Ganzen bewirkt die Reflexionsfläche einen Beleuchtungsstärken-Bereich des in 4 veranschaulichten Typs. Dieser Bereich kann jedoch, wie in 6 veranschaulicht, eine konstante vertikale Breite erreichen, wenn die Vorrichtung der 5 gewählt wird, bei der zwischen der reflektierenden Konstruktion 7 und der Anzeigetafel 1 ein beugendes optisches Element angebracht ist, das eine Gestaltung aufweist, die geeignet ist, das Ergebnis, das man in 6 sehen kann, zu erzielen.
8 der angefügten Zeichnungen veranschaulicht das Profil eines binären beugenden optischen Elements für die Gestaltung des Strahls in der horizontalen Richtung. Da es ein Periodensystem ist, wird nur das Muster innerhalb einer Periode gezeigt. Im Diagramm erscheinen auf der Abszisse die Werte des Quotienten d/λ, wobei d die Periode des Beugungsgitters und λ die Wellenlänge der einfallenden Strahlung ist. Auf der Ordinate sind die Werte des Phasenprofils φ des binären Beugungsgitters mit 33 Beugungs graden gegeben. 9 veranschaulicht ein Diagramm, das die Stärke entsprechend den Beugungsgraden darstellt.
Schließlich zeigt 7 eine zweite Ausführungsform, die der Anwendung als eine Lampe eines Kraftfahrzeugs entspricht. In diesem Fall werden die von der Oberfläche 7 reflektierten Strahlen zum transparenten Element 20 der Lampe gelenkt.
Natürlich können, wie in den anhängenden Ansprüchen definiert, ohne Beeinträchtigung des Prinzips der Erfindung die Konstruktionsdetails und die Ausführungsformen im Hinblick auf das hier nur beispielhaft Beschriebene und Veranschaulichte sehr verschieden sein, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung, die insbesondere verwendet werden kann, eine Anzeigetafel oder Ähnliches zu beleuchten, oder außerdem als eine Lampe für Kraftfahrzeuge verwendet werden kann, und die umfasst: wenigstens eine Lichtquelle (6), die angrenzend an einen Rand (4) der Anzeigetafel (1) oder des transparenten Elements (20) der Lampe angebracht ist; und wenigstens eine an die Lichtquelle (6) angrenzende Reflexionsfläche (7) zum Reflektieren der von Quelle (6) auf die zu beleuchtende Anzeigetafel (1) oder in Richtung des transparenten Elements einer Lampe ausgestrahlten Lichtstrahlen, wobei die Lichtquelle (6) oder jede Lichtquelle (6) eine im Wesentlichen punktförmige Quelle ist, zum Beispiel vom LED- oder Lasertyp, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche (7) entlang eines Randes (4) der zu beleuchtenden Anzeigetafel oder des transparenten Elements (20) der Lampe angebracht ist und ein gekrümmtes Profil aufweist, wobei die Wölbung der Quelle (6) in einer zu der zu beleuchtenden Anzeigetafel (1) oder zum transparenten Element (20) der Lampe parallelen Abschnittsfläche gegenüber liegt, und dies auf eine solche Weise, dass die von der Quelle (6) ausgehenden und im jedem elementaren Abschnitt der Reflexionsfläche (7) gegenüber liegenden festen Winkel aufgenommenen Lichtstrahlen von der Reflexionsfläche auf die zu beleuchtende Anzeigetafel (1) oder auf das transparente Element (20) der Lampe entlang eines im Wesentlichen horizontalen Streifens reflektiert werden, und dies auf eine solche Weise, dass der beleuchtete Bereich im Wesentlichen horizontal verbreitert wird, selbst wenn die Lichtquelle (6) eine punktförmige Quelle ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche (7) einen Querschnitt in einer zur Fläche der zu beleuchtenden Anzeigetafel (1) oder zum transparenten Element (20) der Lampe senkrechten Ebene aufweist und umfasst: ein erstes gekrümmtes Teilstück (8), das sich näher an der Lichtquelle (6) befindet, und dessen Wölbung der Quelle (6) gegenüber liegt, und ein zweites gekrümmtes Teilstück (9), das sich weiter entfernt von der Lichtquelle (6) befindet, und dessen Rundhöhlung in Richtung der zu beleuchtenden Anzeigetafel (1) oder in Richtung des transparenten Elements (20) der Lampe liegt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vielzahl von punktförmigen Lichtquellen (6), die entlang einer Seite (4) der zu beleuchtenden Anzeigetafel (1) verteilt sind, umfasst, und dass sich die jeder Lichtquelle (6) zugehörige Reflexionsfläche (7) nur über eine Strecke des benachbarten Randes (4) des Teilstücks der Anzeigetafel (1), welcher die jeweilige Lichtquelle (6) zugehört, erstreckt.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den oben erwähnten Lichtquellen (6) verbundenen Reflexionsflächen (7) in einem einzigen Element integriert sind, welches entlang einer Seite (4) der zu beleuchtenden Anzeigetafel eingerichtet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Quelle (6) und dem zu beleuchtenden Teil ein beugendes optisches Element angebracht ist, das so konstruiert ist, dass es den Lichtstrahl weiter in der horizontalen Richtung verbreitert.