DE10109047A1 - Beleuchtungs- und Signalvorrichtungen für Fahr- oder Flugzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungs- und Signalvorrichtung für Fahr- oder Flugzeuge, mit einer Lichtquelle und Mitteln zum Konzentrieren der Strahlung dieser Quelle auf das Eintrittsende eines durchsichtigen Stabes, wobei sich der Stab entlang einer Längsachse A erstreckt und schräg zu der Längsachse mehrere reflektierende Facetten aufweist, an welchen Licht mit einer bestimmten Intensität austritt, wobei die Facetten optisch mit optischen Linsen zusammenwirken, die am Austritt eines Lichtleitstabes im Weg der von den Facetten reflektierten elementaren Lichtbündel angeordnet sind, wobei lichtsteuernde Elemente vorgesehen sind, die durch Änderung der Reflexion an der Facette eine Lichtumlenkung oder einen Lichtdurchtritt ermöglichen. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß zum Lichtdurchtritt in den Strahlengang des ausgekoppelten Strahles zum Wiedereinkoppeln des Strahles ein Einkoppelelement einschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungs- und Signalvorrichtung für Fahr- oder Flugzeuge gemäß den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Beleuchtungs- und Signalvorrichtung ist aus der DE 196 13 211 A1 bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Lichtquelle auf, deren Licht in einen optischen Stab fokussiert wird. Durch reflektierende Facetten wird an bestimmten Stellen Licht aus dem Stab ausgekoppelt und über optische Linsen auf das gewünschte Beleuchtungsfeld geleitet. Die Längsachse des Lichtleiters bildet zu den Facetten einen spitzen Winkel, wobei die Neigung der Facetten so bemessen ist, daß an den Facetten Totalrefllexion auftritt. In der nichtvorveröffentlichten DE 199 31 008 wird offenbart, wie Änderungen in der Lichtverteilung erzielbar sind. Um die Lichtverteilung zu beeinflussen sind die Lichttransmission steuerbare Elemente denkbar, die beispielsweise zwischen Lichtquelle und Stab oder vor der jeweiligen Linse angebracht werden. Je nach Schaltzustand des lichtsteuernden Elementes erfolgt eine Lichtumlenkung oder ein Lichtdurchtritt, so daß auf diese Art eine Änderung der Lichtverteilungsfläche auf der Straße erfolgt. Das lichtsteuernde Element ist unter schrägem Winkel in den Teil des Lichtleiters eingefügt, der die Facette beleuchtet. Das lichtsteuernde Element unterbricht den Lichtleiterstab durch Spalte mit geringem Abstand. An der ersten Trennstelle wird eine neue Facette gebildet, an der das Licht durch Totalreflexion in eine andere Richtung gelenkt wird. Durch beidseitiges Anfügen des Elements an den Lichtleiterstab werden die Spalte geschlossen. Da das lichtsteuernde Element eine ähnliche optische Dichte wie der Lichtleiter aufweist, tritt keine Grenzflächenreflexion mehr auf. Das Licht kann den Stab durch das Element hindurch unvermindert passieren und die ursprüngliche Facette beleuchten.

Bei dieser Art einer Signal- und Beleuchtungsvorrichtung ist von Nachteil, daß die Herstellung eines optischen Kontaktes schwierig ist. Um einen optischen Kontakt herzustellen, wird gewöhnlich ein Verbindungsmedium benötigt, das die beiden Lichtleiter so eng zusammenfügt, daß ein optischer Kontakt entsteht. Eine andere Möglichkeit ist, daß die Lichtleitstäbe aus elastischem Material bestehen, damit sie leicht aneinander gedrückt werden können und so ein optischer Kontakt entsteht.

Die Aufgabe der Erfindung ist es einen kompakten Scheinwerfer mit variabler Lichtverteilung so zu verbessern, daß die Lichtverteilung einfach zu realisieren ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausgestaltungen liegt darin, daß bei einem Scheinwerfer mit Lichtleittechnik auf einfache Weise eine variable Lichtverteilung erzielt wird, wobei eine Lichtauskopplung aus einem Lichtleitstab und die Wiedereinkopplung in einen anderen Lichtleitstab erfolgt und damit eine variable Lichtverteilung des Scheinwerferlichts realisiert wird. Durch geeignete Anordnungen kann auch die Lichtintensität, sowie die Farbe verändert werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit Figurenbeschreibungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugleuchten­ einheit mit einem Lichtleitersystem,

Fig. 2 ein Ausschnitt aus einem optischen Lichtleitstab mit einem translatorisch ankoppelbaren Lichtleitstab,

Fig. 3 ein Aussschnitt aus einem optischen Lichtleitstab mit einem translatorisch bewegbaren Kopplungselement.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fahrzeugleuchteneinheit 1 mit einem Lichtleitersystem, insbesondere für einen Scheinwerfer eines Fahrzeuges oder Flugzeuges, wobei die Fahrzeugleuchtvorrichtung 1 eine Leuchtquelle 6 aufweist, die das Licht in einen optischen Stab 2 einkoppelt. Das Licht wird von dem aus Lichtleitern 7 aufgebauten optischen Stab 2 weitergeleitet, wird an den Facetten 3 reflektiert, wobei die Facetten mit optischen Linsen 15 zusammenwirken, die am Austritt eines Lichtleiters 7 im Weg der von den Facetten 3 reflektierten elementaren Lichtbündel angeordnet sind, und tritt anschließend aus den Lichtleitern 7 aus. Die lichtsteuernden Elemente 5 können in den Lichtleiter 7 integriert sein und/oder unmittelbar auf oder an der Facette 3 anschließen. Je nach Schaltzustand des lichtsteuernden Elementes 5 erfolgt eine Lichtumlenkung oder ein Lichtdurchtritt, so daß auf diese Art eine Änderung der Lichtverteilungsfläche auf der Straße erfolgt. Die verschiedenen Lichtverteilungsflächen bilden das Scheinwerferlicht. Zum Lichtdurchtritt ist in den Strahlengang des ausgekoppelten Strahles zum Wiedereinkoppeln des Strahles ein Einkoppelelement einschiebbar. So können durch die richtige Beschaltung verschiedene Scheinwerfereinstellungen realisiert werden. Über diesen Steuerungsmechanismus ist eine situationsgerechte Lichtverteilungssteuerung auf der Straße möglich. Ein Kurvenlicht, das sich an die Straße entsprechend der Kurve anpaßt oder auch eine Scheinwerfersteuerung, die Ortsinformationen aus Satellitennavigationssystemen verwendet, kann dadurch einfach und genau realisiert werden. Zur Steuerung des Scheinwerferlichtes ist eine Steuereinheit vorgesehen, die die Lichtdurchlässigkeit und Lichtabsorption oder -reflektion der lichtsteuernden Elemente so steuert, daß eine vorgegebene Lichtverteilung auf der Straße entsteht.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem optischen Lichtleitstab 7 mit einem translatorisch ankoppelbaren Lichtleitstab 5. Die beiden Lichtleitstäbe 5,7 weisen Grenzflächen auf, die um eine Lichteinkopplung aus dem ersten Lichtleitstab 7 in den zweiten Lichtleitstab 5 nicht über einen optischen Kontakt der beiden Lichtleitstäbe 5,7 erfolgt. Die beiden Lichtleitstäbe 5,7 berühren sich nicht. Der Lichtdurchtritt erfolgt durch translatorische Parallelverschiebung eines der beiden Lichtleitstäbe 5,7 als Einkoppelelement in den Strahlengang des aus dem anderen Lichtleitstab ausgekoppelten Strahles. Das Licht koppelt aus dem ersten Lichtleitstab 7 aus und tritt in die Luft oder das den Lichtleitstab 7 umgebende Medium ein bevor es wieder auf den zweiten Lichtleitstab 5 trifft und in den zweiten Lichtleitstab 5 einkoppelt. Das Licht durchläuft den ersten Lichtleitstab 7 bis es an die Neigung trifft, die den Winkel der Totalreflektion aufweist. An dieser Neigung wird das Licht nach unten in -z-Richtung abgelenkt und verläßt nach Durchlaufen des Lichtleiters den ersten Lichtleitstab 7 und tritt in das den Lichtleitstab 7 umgebende Medium ein. In diesem Medium bewegt sich das Licht bis es auf den zweiten Lichtleitstab 5 trifft, in den es einkoppelt und wieder an einer Neigung, die den Winkel der Totalreflektion aufweist, in die gewünschte Ausbreitungsrichtung reflektiert wird, in welcher es sich ausbreitet. Der zweite Lichtleitstab 5 ist räumlich versetzt angeordnet und wird translatorisch unter oder neben den ersten Lichtleitstab 7 bewegt bis das aus dem ersten Lichtleitstab 7 ausgekoppelte Licht wieder in den ersten Lichtleitstab 7 eingekoppelt werden kann. Es erfolgt dann eine Lichtweiterleitung durch den zweiten Lichtleitstab 5. Je größer der Überlappungsbereich der beiden Lichtleitstäbe 5, 7 ist, desto größer ist die Menge an Licht, die weitergeleitet wird. Durch die Größe des Überlappungsbereiche erfolgt eine Einstellung der Lichtintensität.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem optischen Lichtleitstab 7 mit einem translatorisch bewegbaren Kopplungselement 11. Die beiden Lichtleitstäbe 5, 7 sind ortsfest angeordnet, wobei das aus dem Lichtleitstab 7 ausgekoppelte Licht von einem Einkoppelelement 11 reflektiert und in den Lichtleitstab 5 eingekoppelt wird, wobei der Lichtdurchtritt durch translatorische Parallelverschiebung des Kopplungselementes 11 erfolgt. Die beiden Lichtleitstäbe 5, 7 sind in einem geeigneten Abstand zueinander fest angeordnet. Das Kopplungselement 11 kann in den Lichtweg so hineinbewegt werden, daß das aus dem ersten Lichtleitstab 7 ausgekoppelte Licht über das Kopplungselement 11 in den zweiten Lichtleitstab 5 hineinreflektiert wird. Der erste Lichtleitstab 7 besitzt eine geneigte Fläche, die das Licht nach unten reflektiert, wo das Licht den Lichtleitstab 7 verläßt. Befindet sich das Kopplungselement 11 in diesem Strahlengang wird das Licht in das Kopplungselement 11 eingekoppelt und so reflektiert, daß das Licht an einer anderen Stelle wieder austritt und in den zweiten Lichtleitstab 5 eingekoppelt werden kann. Im zweiten Lichtleitstab 5 wird das Licht noch in die gewünschte Ausbreitungsrichtung reflektiert und dann weitergeleitet. Es sind hierbei wenigstens zwei Lichtleitstäbe 5, 7 und wenigstens ein Einkoppelelement 11 vorgesehen. Es können aber auch mehr Einkoppelelemente entlang der beiden Lichtleitstäbe vorgesehen sein oder aber es sind mehr als zwei Lichtleitstäbe und mehrere Einkoppelelemente 11 vorgesehen.

Bei den Anordnungen der Fig. 2 und Fig. 3 kann eine Farbveränderung des Scheinwerferlichtes erreicht werden, indem der zweite Lichtleitstab eingefärbt ist. Der zweite Lichtleitstab ist dann entsprechend der gewünschten Lichtfarbe eingefärbt.

Claims (6)

1. Beleuchtungs- und Signalvorrichtung für Fahr- oder Flugzeuge, mit einer Lichtquelle (6) und Mitteln zum Konzentrieren der Strahlung dieser Quelle auf das Eintrittsende eines durchsichtigen Stabes (2), wobei sich der Stab (2) entlang einer Längsachse A erstreckt und schräg zu der Längsachse (A) mehrere reflektierende Facetten (3) aufweist, an welchen Licht mit einer bestimmten Intensität austritt, wobei die Facetten (3) optisch mit optischen Linsen (15) zusammenwirken, die am Austritt eines Lichtleitstabes (7) im Weg der von den Facetten (3) reflektierten elementaren Lichtbündel angeordnet sind, wobei lichtsteuernde Elemente (5) vorgesehen sind, die durch Änderung der Reflexion an der Facette (3) eine Lichtumlenkung oder einen Lichtdurchtritt ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lichtdurchtritt in den Strahlengang des ausgekoppelten Strahles zum Wiedereinkoppeln des Strahles ein Einkoppelelement (11) einschiebbar ist.

2. Beleuchtungs- und Signalvorrichtung für Fahr- oder Flugzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtdurchtritt durch translatorische Verschiebung eines der beiden Lichtleitstäbe (5, 7) als Einkoppelelement (11) in den Strahlengang des aus dem anderen Lichtleitstab ausgekoppelten Strahles erfolgt.

3. Beleuchtungs- und Signalvorrichtung für Fahr- oder Flugzeuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lichtleitstäbe (5, 7) ortsfest angeordnet sind, wobei das aus dem Lichtleitstab (7) ausgekoppelte Licht von einem Einkoppelelement (11) reflektiert und in den Lichtleitstab (5) eingekoppelt wird, wobei der Lichtdurchtritt durch translatorische Parallelverschiebung des Einkoppel­ elementes (11) erfolgt.

4. Beleuchtungs- und Signalvorrichtung für Fahr- oder Flugzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtintensität über die Größe des Überlappungs­ bereiches erfolgt.

5. Beleuchtungs- und Signalvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Farbänderung des Lichts der Lichtleitstab (5), in den das Licht eingekoppelt wird, in der Farbe des gewünschten Lichts eingefärbt ist.

6. Beleuchtungs- und Signalvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Lichtleitstäbe (5, 7) und wenigstens ein Einkoppelelement (11) vorgesehen ist.