DE4305585C2 - Signal light for motor vehicles - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Signalleuchte für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a signal lamp for Motor vehicles, according to the preamble of claim 1.
Aus der dem Hauptpatent zugrundeliegenden DE 41 28 995 A1 ist eine Signalleuchte für Kraftfahrzeuge bekannt, die ein Gehäuse zum Ein- oder Anbau in oder an eine Kraftfahrzeugkarosserie aufweist. Die Signalleuchte weist eine transparente Abschlußscheibe und eine Anzahl Lichtquellen auf, die in Reihen und/oder Spalten angeordnet sind. Diese sind als Leuchtdioden ausgebildet, die eine kegelförmige Lichtabstrahlung aufweisen. Die Signalleuchte weist zudem eine der Anzahl der Leuchtdioden entsprechende Anzahl Linsen auf, wobei jeder Leuchtdiode eine Linse zugeordnet ist, die eine rechteckige Basisfläche hat und die auf der der Leuchtdiode zugewandten Seite als eine konvexe Sammellinse ausgebildet ist. Die jeder Leuchtdiode zugewandte, konvex ausgebildete Seite jeder Linse weist eine Lichteintrittsfläche auf, die durch vier parabelförmige Grenzlinien bestimmt ist, die durch den Schnitt des von der Leuchtdiode abgestrahlten Lichtkegels mit der konvex ausgebildeten Seite der Linse, die eine rechteckige Basisfläche aufweist, bestimmt sind. Der Abstand jeder Linse zu jeder Leuchtdiode und die konvexe Form jeder Lichteintrittsfläche jeder Linse sind derart ausgebildet, daß alles auf die Lichteintrittsfläche jeder Linse auftreffende Licht von der zugeordneten Leuchtdiode auf die gesamte rechteckige Basisfläche der Linse abgebildet wird. Zudem weist jede Linse auf ihrer der Leuchtdiode abgewandten Seite eine lichtsammelnde Optik auf, die eine Prismenoptik und speziell eine Fresnellinse ist. Die jeder Leuchtdiode zugewandte Lichteintrittsfläche jeder Linse weist einen ersten rotationssymmetrischen Bereich auf, der als konvexe sphärische Sammellinse ausgebildet ist, und die jeder Leuchtdiode zugewandte Lichteintrittsfläche jeder Linse weist mindestens einen zweiten lichtsammelnden Bereich an deren Rand auf.From DE 41 28 995 A1 on which the main patent is based a signal lamp for motor vehicles known that a Housing for installation in or on a Has motor vehicle body. The signal light points a transparent lens and a number Light sources arranged in rows and / or columns are. These are designed as light emitting diodes, one have conical light emission. The signal light also has a number corresponding to the number of light emitting diodes Number of lenses, each LED a lens is assigned, which has a rectangular base area and the one on the side facing the light-emitting diode convex converging lens is formed. That of every light emitting diode facing, convex side of each lens a light entry area through four parabolic boundary lines is determined by the Section of the light cone emitted by the LED with the convex side of the lens, the one rectangular base area are determined. The Distance of each lens to each light emitting diode and the convex The shape of each light entry surface of each lens is such trained that everything on the light entry surface everyone Lens incident light from the associated light emitting diode on the entire rectangular base surface of the lens is mapped. In addition, each lens has its own Side facing away from the LED has a light-collecting look which has a prism optics and especially a Fresnel lens is. The light entry surface facing each light emitting diode each lens has a first rotationally symmetrical one Area on that as a convex spherical converging lens is formed, and facing each light emitting diode Light entry surface of each lens has at least one second light-collecting area on the edge.
Durch eine Signalleuchte dieser Art kann der gesamte Lichtstrom von den Leuchtdioden genutzt werden, um eine gleichmäßige Ausleuchtung rechteckiger Flächen zu erzeugen und eine hohe Signal- und Warnwirkung zu gewährleisten.With a signal lamp of this kind, the entire Luminous flux can be used by the light emitting diodes to produce uniform illumination of rectangular areas and to ensure a high signal and warning effect.
Um einen kompakten Aufbau der Signalleuchte zu gewährleisten, wird ein nur geringer Abstand der Leuchtdioden zu den Linsen gewählt. Hierdurch bedingt, treffen die Lichtstrahlen von den Leuchtdioden nur unter einem sehr flachen Winkel auf den zweiten Bereich der Lichteintrittsfläche auf, wodurch die Nutzung des zur Verfügung stehenden Lichtstroms nicht optimal ist. Das gleiche gilt, wenn die Leuchtdioden nicht nur einen definierten, sondern mehrere Brennpunkte in bezug auf die Lichtabstrahlung aufweisen. Dies gilt auch, wenn ein nicht definierbarer langgestreckter Brennpunkt der Leuchtdioden gegeben ist.To make the signal light compact ensure a short distance of the LEDs selected for the lenses. Because of this, only hit the light rays from the LEDs a very shallow angle on the second area of the Light entry surface, which means that the use of the Available luminous flux is not optimal. The the same applies if the light-emitting diodes are not just one defined, but several focal points with respect to the Have light emission. This also applies if one is not definable elongated focal point of the LEDs given is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Signalleuchte zu schaffen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und die bei der Verwendung von Leuchtdioden mit breiter kegelförmiger Lichtabstrahlung aus mindestens zwei oder einem langgestreckten Brennpunkt das abgestrahlte Licht bestmöglich nutzt.The invention has for its object a To create signal lights that are simple and inexpensive is producible and that with the use of light emitting diodes with broad cone-shaped light emission from at least two or an elongated focus the radiated Use light as best as possible.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zweite lichsammelnde Bereich ein umlaufendes Totalreflektionsprisma aufweist, das einen Teilbereich des von der Leuchtdiode kegelförmig abgestrahlten Lichts in im wesentlichen parallel gerichtetes Licht umlenkt.The object is achieved in that the second light-collecting area a circumferential Total reflection prism having a portion of the light emitted conically by the light emitting diode in deflects essentially parallel light.
Gemäß der Erfindung weist der zweite lichtsammelnde Bereich ein umlaufendes Totalreflektionsprisma auf, das einen Teilbereich des von der Leuchtdiode kegelförmig abgestrahlten Lichts in im wesentlichen parallel gerichetes Licht umlenkt, weil so auf einfache und kostengünstige Weise der gesamte von den Leuchtdioden erzeugte Lichtstrom bestmöglich genutzt werden kann, so daß die Verluste, bedingt durch einen nicht klar definierten Brennpunkt der Leuchtdioden und bedingt durch zu geringe Auftreffwinkel der Lichtstrahlen, auf den zweiten Bereich der Lichteintrittsfläche vermieden werden.According to the invention, the second light-collecting area has a revolving total reflection prism that one Part of the conical shape of the light emitting diode radiated light in essentially parallel Redirects light because it is simple and inexpensive Way the total luminous flux generated by the LEDs can be used in the best possible way so that the losses, due to a not clearly defined focus of the LEDs and due to too small angles of incidence of light rays, onto the second area of the Light entry area can be avoided.
In diesem Zusammenhang erweist sich als besonders vorteilhaft, daß das Totalreflektionsprisma eine der Leuchtdiode zugewandte Eintrittsfläche, eine Reflektionsfläche und eine Austrittsfläche zur Umlenkung des Lichts aufweist, wodurch mit einfach ausführbaren Mitteln eine hohe Effizienz der Lichtausnutzung erreicht wird.In this context it turns out to be special advantageous that the total reflection prism is one of the Entry surface facing LED, one Reflective surface and an exit surface for deflection of light, making it easy to carry out Medium achieved a high efficiency of light utilization becomes.
Es ist vorteilhaft, daß die Lichteintrittsfläche von der Lichtaustrittsfläche in dem ersten Bereich einen im wesentlichen äquidistanten Abstand aufweist, weil somit eine Materialanhäufung im mittleren Bereich der Linse vermieden werden kann und somit bei der Verwendung einer größeren Anzahl von Linsen in einer Signalleuchte Material und Gewicht eingespart werden kann.It is advantageous that the light entry surface from the Light exit surface in the first area has a substantially equidistant distance, because thus an accumulation of material in the middle area of the lens can be avoided and thus when using a greater number of lenses in a signal light material and weight can be saved.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Signalleuchte für Kraftfahrzeuge ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.An embodiment of the signal light according to the invention for motor vehicles is shown in the drawings and is described in more detail below with reference to the drawings.
Gleiche oder gleichwirkende Merkmale sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The same or equivalent features are in all figures provided with the same reference numerals.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Leuchtdioden-Linsenanordnung, Fig. 1 shows an inventive light emitting diode lens assembly,
Fig. 2 den Bautyp einer verwendbaren Leuchtdiode, Fig. 2 shows the building type of a usable light-emitting diode,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Leuchtdioden-Linsenanordnung gemäß Fig. 1, Fig. 3 is a perspective view of the light-emitting diode lens assembly according to Fig. 1,
Fig. 4 eine veränderte Ausführungsform entsprechend Fig. 1, Fig. 4 shows a modified embodiment according to Fig. 1,
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Signalleuchte, Fig. 5 is a signal lamp according to the invention,
Fig. 6 eine Linse mit Totalreflektionsprismen, Fig. 6 is a lens having total reflection prisms
Fig. 7 eine besonders ausgeführte Linse. Fig. 7 shows a specially designed lens.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung einer Leuchtdiode (LED) und einer dieser zugeordneten Linse (L) in einer Signalleuchte für Kraftfahrzeuge. Die Leuchtdiode (LED) erzeugt eine kegelförmige, breite Lichtabstrahlung. Zur Parallelrichtung des von der Leuchtdiode (LED) ausgesandten Lichts und zur gleichmäßigen Ausleuchtung von rechteckförmigen Flächen ist in einem vorgegebenen Abstand (T) zur Leuchtdiode (LED) eine Linse (L) angeordnet. Diese Linse (L) weist auf ihrer der Leuchtdiode (LED) zugewandten Seite eine konvexe Lichteintrittsfläche (C) auf. Durch die konvexe Ausbildung der Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) wirkt die Linse (L) lichtsammelnd. Zur bestmöglichen Ausnutzung des von der Leuchtdiode (LED) ausgesandten Lichts weist die der Leuchtdiode (LED) zugewandte Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) hier beispielhaft einen ersten rotationssymmetrischen Bereich (B1) auf, der als konvexe, sphärische Sammellinse ausgebildet ist. Die Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) weist hier beispielhaft mindestens einen zweiten lichtsammelnden Bereich (B2) an deren Rand auf, der eine geringere Steigung aufweist als der angrenzende erste Bereich (B1), so daß die ansonsten sehr flach auftreffenden Lichtstrahlen im Randbereich in den Körper der Linse (L) eintreten können und zu einer besonders gleichmäßigen Ausleuchtung der rechteckigen Basisfläche (F) der Linse (L) dienen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) in dem zweiten Bereich (B2) kegelförmig ausgebildet. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) in dem zweiten Bereich (B2) auch asphärisch ausgebildet sein. Fig. 1 shows a section through an inventive arrangement of a light emitting diode (LED) and associated therewith lens (L) in a signaling lamp for motor vehicles. The light emitting diode (LED) produces a conical, wide light emission. A lens (L) is arranged at a predetermined distance (T) from the light-emitting diode (LED) for the parallel direction of the light emitted by the light-emitting diode (LED) and for the uniform illumination of rectangular surfaces. This lens (L) has a convex light entry surface (C) on its side facing the light-emitting diode (LED). Due to the convex design of the light entry surface (C) of the lens (L), the lens (L) has a light-collecting effect. To make the best possible use of the light emitted by the light-emitting diode (LED), the light entry surface (C) of the lens (L) facing the light-emitting diode (LED) here has, for example, a first rotationally symmetrical region (B1) which is designed as a convex, spherical converging lens. The light entry surface (C) of the lens (L) here has, for example, at least one second light-collecting area (B2) at its edge, which has a smaller slope than the adjacent first area (B1), so that the otherwise very flat light rays hit the edge area can enter the body of the lens (L) and serve for a particularly uniform illumination of the rectangular base surface (F) of the lens (L). In the exemplary embodiment shown here, the light entry surface (C) of the lens (L) is conical in the second region (B2). In another exemplary embodiment, the light entry surface (C) of the lens (L) in the second region (B2) can also be aspherical.
Zur bestmöglichen Gleichrichtung des von der Leuchtdiode (LED) ausgestrahlten Lichts weist die Linse (L) an ihrer der Leuchtdiode (LED) abgewandten Seite eine lichtsammelnde Optik auf, die hier beispielhaft als eine Fresnellinse (N) auf der Basisfläche (F) der Linse (L) ausgebildet ist, wodurch sich eine besonders flache und einfache Konstruktion und Herstellbarkeit einer Signalleuchte ergibt.For the best possible rectification of the LED (LED) emitted light has the lens (L) on it a light-collecting side facing away from the light-emitting diode (LED) Optics, which are exemplified here as a Fresnel lens (N) is formed on the base surface (F) of the lens (L), which makes it particularly flat and simple Construction and manufacturability of a signal light results.
Aufgrund der breiten kegelförmigen Lichtabstrahlung der Leuchtdiode (LED) bei hoher Lichtintensität kann die Linse (L) in einem geringen Abstand (T) zu der Leuchtdiode (LED) angeordnet werden, wodurch sich eine besonders flache Bauform der Signalleuchte ergibt.Due to the wide cone-shaped light emission of the Light-emitting diode (LED) with high light intensity can the lens (L) at a short distance (T) to the light emitting diode (LED) be arranged, resulting in a particularly flat Design of the signal light results.
Fig. 2 zeigt einen vorzugsweise verwendbaren Typ einer Leuchtdiode (LED), die z. B. eine Leuchtdiode der Fa. Hewlett Packard vom Typ HPWR-A200 sein kann. Diese weist elektrische Anschlußelemente (M) für eine Halbleiterzelle (H) auf, die in einem besonders gestalteten Reflektor (R) angeordnet ist. Das von der Halbleiterzelle (H) erzeugte Licht wird von dem Reflektor (R) der Leuchtdiode (LED) derart reflektiert, daß sich aufgrund der nachgeordneten Linse (L) der Leuchtdiode (LED) eine besonders breite Lichtabtrahlcharakteristik bei besonders guter Ausnutzung des von der Halbleiterzelle (H) erzeugten Lichts ergibt. Die Verwendung von Leuchtdioden (LED) dieser Art ermöglicht den Aufbau von Signalleuchten für Kraftfahrzeuge, die bei einer geringen Anzahl verwendeter Leuchtdioden (LED) bei einer großflächigen Abstrahlung eine hohe Warn- und Signalwirkung aufweisen. Fig. 2 shows a preferably usable type of light emitting diode (LED) z. B. can be a light-emitting diode from Hewlett Packard of type HPWR-A200. This has electrical connection elements (M) for a semiconductor cell (H), which is arranged in a specially designed reflector (R). The light generated by the semiconductor cell (H) is reflected by the reflector (R) of the light-emitting diode (LED) in such a way that, due to the downstream lens (L) of the light-emitting diode (LED), a particularly broad light emission characteristic with particularly good utilization of that from the semiconductor cell (H) generated light results. The use of light-emitting diodes (LED) of this type enables the construction of signal lights for motor vehicles which, with a small number of light-emitting diodes (LED) used, have a high warning and signal effect with large-area radiation.
Fig. 3 zeigt beispielhaft eine perspektivische Darstellung entsprechend Fig. 1. Zur bestmöglichen Ausnutzung des von der Leuchtdiode (LED) ausgesendeten Lichts weist die der Leuchtdiode (LED) zugewandte, konvex ausgebildete Seite jeder Linse (L) eine Lichteintrittsfläche (C) auf, die durch vier parabelförmige Grenzlinien (Z) bestimmt ist. Diese Grenzlinien (Z) ergeben sich durch den Schnitt des von der Leuchtdiode (LED) abgestrahlten Lichtkegels mit der konvex ausgebildeten Seite der Linse (L), die eine rechteckige Basisfläche (F), wie in Fig. 1 gekennzeichnet, aufweist. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausbildung ist die rechteckige Basisfläche ein Quadrat. Bei der hier vereinzelt dargestellten Linse (L) weist diese eine pyramidenstumpfförmige Ausgestaltung auf, wobei die Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) durch die vier parabelförmigen Grenzlinien (Z) begrenzt ist. Fig. 3 shows an example of a perspective view corresponding to Fig. 1. In order to make the best possible use of the light emitted by the light-emitting diode (LED), the convex side of each lens (L) facing the light-emitting diode (LED) has a light entry surface (C) which is determined by four parabolic boundary lines (Z). These boundary lines (Z) result from the intersection of the light cone emitted by the light-emitting diode (LED) with the convex side of the lens (L), which has a rectangular base surface (F), as shown in FIG. 1. In the embodiment shown in Fig. 3 embodiment, the rectangular base area is a square. In the case of the lens (L) shown here in isolation, it has a truncated pyramid-shaped configuration, the light entry surface (C) of the lens (L) being delimited by the four parabolic boundary lines (Z).
Wie aus Fig. 1 erkennbar, ist der Abstand (T) der Linse (L) zu der Leuchtdiode (LED) und die konvexe Form der Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) derart ausgebildet, wie der Strahlengang zeigt, daß alles auf die Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) auftreffendes Licht von der zugeordneten Leuchtdiode (LED) auf die gesamte rechteckige Basisfläche (F) der Linse (L) abgebildet wird, so daß sich neben einer bestmöglichen Ausnutzung des Lichts auch eine bestmögliche gleichmäßige Ausleuchtung der rechteckigen Basisfläche (F) ergibt.As can be seen from Fig. 1, the distance (T) of the lens (L) to the light-emitting diode (LED) and the convex shape of the light entry surface (C) of the lens (L) is designed such that the beam path shows that everything on the Light entry surface (C) of the lens (L), incident light from the assigned light-emitting diode (LED) is mapped onto the entire rectangular base surface (F) of the lens (L), so that in addition to the best possible use of the light, the best possible uniform illumination of the rectangular is also achieved Base area (F) results.
Die schematische Darstellung der Rückseite der Linse (L) in Fig. 3 zeigt auch die Unterteilung der Lichteintrittsfläche (C) in einen ersten Bereich (B1) und einen zweiten Bereich (B2). In dem ersten Bereich (B1) ist die Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) als eine rotationssymmetrische, konvexe, sphärische Sammellinse ausgebildet. Bei dem hier schematisch gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Lichteintrittsfläche (C) vier zweite Bereiche (B2) auf, die zur besseren Lichtausnutzung der im Randbereich flach auftreffenden Lichtstrahlen von der Leuchtdiode eine geringere Steigung aufweisen als der angrenzende erste Bereich (B1).The schematic representation of the back of the lens (L) in FIG. 3 also shows the subdivision of the light entry surface (C) into a first region (B1) and a second region (B2). In the first area (B1), the light entry surface (C) of the lens (L) is designed as a rotationally symmetrical, convex, spherical converging lens. In the exemplary embodiment shown schematically here, the light entry surface (C) has four second regions (B2) which, for better use of the light rays from the light-emitting diode which strike flat in the edge region, have a smaller slope than the adjacent first region (B1).
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung einer Leuchtdiode (LED) und einer Linse (L) in einer erfindungsgemäßen Signalleuchte entsprechend Fig. 1. Die Linse (L) weist auf ihrer der Leuchtdiode (LED) zugewandten Seite eine Lichteintrittsfläche (C) auf, die wie unter Fig. 1 und Fig. 3 beschrieben gestaltet ist und in ihrer Form und ihrem Abstand zu der Leuchtdiode (LED) derart ausgeführt ist, daß alles von der Leuchtdiode (LED) erzeugtes Licht von der Linse (L) möglichst gleichmäßig auf die rechteckförmige Basisfläche (F) der Linse (L) abgebildet wird. Zur Erhöhung des Grades der Gleichrichtung insbesondere der Parallelrichtung der aus der Linse (L) austretenden Strahlen weist die Linse (L) an ihrer der Leuchtdiode (LED) abgewandten Seite eine asphärische Linse (P) auf, wobei der Körper der Linse besonders einfach und kostengünstig einstückig z. B. aus Kunststoff herstellbar ist. FIG. 4 shows a section through an arrangement of a light-emitting diode (LED) and a lens (L) in a signal light according to the invention corresponding to FIG. 1. The lens (L) has a light entry surface (C) on its side facing the light-emitting diode (LED) , which is designed as described under Fig. 1 and Fig. 3 and is designed in its shape and its distance from the light-emitting diode (LED) such that all light generated by the light-emitting diode (LED) from the lens (L) as evenly as possible the rectangular base surface (F) of the lens (L) is imaged. To increase the degree of rectification, in particular the parallel direction of the rays emerging from the lens (L), the lens (L) has an aspherical lens (P) on its side facing away from the light-emitting diode (LED), the body of the lens being particularly simple and inexpensive in one piece z. B. is made of plastic.
Fig. 5 zeigt die Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Signalleuchte. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Signalleuchte ein Gehäuse (G) auf, das durch eine transparente Abschlußscheibe (A) abgedeckt ist. Die transparente Abschlußscheibe (A) kann zur Erzeugung einer gewünschten oder vorgeschriebenen Lichtverteilung hier nicht gezeigte, bekannte, lichtablenkende Mittel aufweisen. Fig. 5 is a general view showing a signal lamp according to the invention. In the exemplary embodiment shown here, the signal lamp has a housing (G) which is covered by a transparent cover plate (A). The transparent cover plate (A) can have known, light-deflecting means, not shown here, for generating a desired or prescribed light distribution.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Signalleuchte in dem Gehäuse (G) hinter der Abschlußscheibe (A) fünf in Reihe angeordnete Leuchtdioden (LED) auf, deren elektrische Kontaktierung hier nicht gezeigt ist. Jeder der Leuchtdioden (LED) ist eine rechteckförmige Linse (L) zugeordnet. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Linsen (L) annähernd quadratisch ausgebildet.In the embodiment shown here, the Signal light in the housing (G) behind the lens (A) five light-emitting diodes (LED) arranged in series, the electrical contacting is not shown here. Everyone who Light emitting diodes (LED) is a rectangular lens (L) assigned. In the embodiment shown here the lenses (L) are approximately square.
Aufgrund der gleichmäßigen Ausleuchtung und der hohen erzielbaren Lichtintensität bei flacher, einfacher und kostengünstiger Bauweise eignet sich die Signalleuchte entsprechend Fig. 5 besonders gut für die Verwendung als Bremsleuchten und/oder Schlußleuchten und/oder Blinkleuchten in Kraftfahrzeugen.Due to the uniform illumination and the high achievable light intensity with a flat, simple and inexpensive construction, the signal light according to FIG. 5 is particularly well suited for use as brake lights and / or tail lights and / or turn signals in motor vehicles.
Fig. 6 zeigt eine Linse (L), die wie zuvor beschrieben, eine einer hier nicht gezeigten Leuchtdiode (LED) zugewandte Lichteintrittsfläche (C) aufweist, die in einem ersten Bereich (B1) als eine konvexe sphärische Sammellinse ausgebildet ist. Auf der Lichtaustrittsfläche (LA) weist die Linse (L) eine Prismenoptik auf, die hier als eine Fresneloptik (N) zur Parallelrichtung des Lichts ausgebildet ist. Fig. 6 shows a lens (L) as described above, a light emitting diode (LED), not shown here facing the light entry surface (C) which is formed as a convex spherical collecting lens in a first area (B1). On the light exit surface (LA), the lens (L) has prism optics, which here are designed as Fresnel optics (N) for the parallel direction of the light.
Die hier nicht gezeigte Leuchtdiode (LED) weist einen ersten Brennpunkt (X1) in einem ersten Abstand (T1) von der Basisfläche (F) auf und weist einen zweiten Brennpunkt (X2) in einem zweiten Abstand (T2) von der Basisfläche (F) auf. Durch das Vorliegen zweier Brennpunkte (X1, X2) der Leuchtdiode (LED) ist es erforderlich, um zu erreichen, daß der gesamte Lichtstrom von der Leuchtdiode (LED) bestmöglich genutzt wird und in zum Beispiel parallel gerichtetes Licht umgelenkt wird, die Linse (L) derart zu gestalten, daß das Licht von beiden Brennpunkten (X1, X2) bestmöglich genutzt wird. Der rotationssymmetrische erste Bereich (B1) der Lichteintrittsfläche (C) der Linse (L) ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel optimal auf den zweiten Brennpunkt (X2) der Leuchtdiode (LED) ausgelegt. Um das Licht von dem ersten Brennpunkt (X1) der Leuchtdiode (LED) bestmöglich nutzen zu können, weist die Linse (L) in ihrem äußeren zweiten Bereich (B2) ein umlaufendes Totalreflektionsprisma auf, das das Licht von dem ersten Brennpunkt (X1) der Leuchtdiode (LED) in im wesentlich parallel gerichtetes Licht umlenkt. Das Totalreflektionsprisma besteht dabei aus einer der Leuchtdiode (LED) zugewandten Eintrittsfläche (NF), einer Reflektionsfläche (RF) und einer Austrittsfläche, die bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Basisfläche (F) entspricht. Ein erster Winkel (U) kennzeichnet den Grenzabstrahlwinkel des Lichts, daß in dem ersten Brennpunkt (X1) erzeugt wird. Dieser wird angegeben in bezug auf die Mittelachse (MA) der Linse (L).The light-emitting diode (LED) not shown here has one first focal point (X1) at a first distance (T1) from the Base surface (F) and has a second focal point (X2) at a second distance (T2) from the base surface (F). Due to the presence of two focal points (X1, X2) of the Light emitting diode (LED) is required to achieve that the total luminous flux from the light emitting diode (LED) is used in the best possible way and in parallel, for example directed light is deflected, the lens (L) in such a way shape the light from both focal points (X1, X2) is used in the best possible way. The rotationally symmetrical first Area (B1) of the light entry surface (C) of the lens (L) in the embodiment shown here optimally on the second focal point (X2) of the light emitting diode (LED). Around the light from the first focal point (X1) of the light emitting diode The lens (L) in has the best possible use of (LED) its outer second area (B2) a circumferential Total reflection prism on which the light from the first Focus (X1) of the light emitting diode (LED) in essentially deflects light directed in parallel. The Total reflection prism consists of one of the Light-emitting diode (LED) facing entrance surface (NF), one Reflective surface (RF) and an exit surface, which at the embodiment of the base surface (F) shown here corresponds. A first angle (U) marks that Limit radiation angle of light that in the first Focal point (X1) is generated. This is specified in with respect to the central axis (MA) of the lens (L).
In Abhängigkeit von dem ersten Winkel (U) weist die Eintrittsfläche (NF) in bezug auf die Mittelachse (MA) einen Neigungswinkel zum ersten Brennpunkt (X1) auf, der durch einen zweiten Winkel (V) gekennzeichnet ist. Um eine Totalreflektion des auf die Reflektionsfläche (RF) auftreffenden Lichts zu erhalten, weist die Reflektionsfläche (RF) in bezug auf die Mittelachse (MA) einen dritten Winkel (W) auf.Depending on the first angle (U), the Entry area (NF) with respect to the central axis (MA) an angle of inclination to the first focal point (X1), the is characterized by a second angle (V). To one Total reflection of the reflecting surface (RF) to receive incident light shows the Reflective surface (RF) with respect to the central axis (MA) a third angle (W).
Je nach verwendeter Leuchtdiode weist diese zwei oder mehr oder auch einen langgestreckten zwischen den Brennpunkten (X1, X2) liegenden Brennbereich auf. Durch Variation der Linseneigenschaften und der Wirkung des Totalreflektionsprismas kann auf einfache und kostengünstige Weise eine optimale Nutzung des Lichtstroms von der Leuchtdiode (LED) erreicht werden.Depending on the light-emitting diode used, it has two or more or an elongated one between the focal points (X1, X2) lying on the burning area. By varying the Lens properties and the effect of Total reflection prism can be simple and cost-effective way of optimal use of the luminous flux can be reached by the light emitting diode (LED).
In dem oberen Teil der Zeichnung sind die Strahlengänge durch die Linse (L) für das aus dem ersten Brennpunkt (X1) und dem zweiten Brennpunkt (X2) austretende Licht eingezeichnet. The beam paths are in the upper part of the drawing through the lens (L) for that from the first focal point (X1) and the second focal point (X2) emerging light drawn.
Um Material und Gewicht zu sparen, weist die Lichteintrittsfläche (C) von der Lichtaustrittsfläche (LA) in dem ersten Bereich (B1) einen im wesentlichen äquidistanten Abstand auf.To save material and weight, the Light entry surface (C) from the light exit surface (LA) in the first area (B1) essentially one equidistant distance.
Bei der in Fig. 7 gezeigten speziellen Ausführung der Linse (L), bei der der zweite Bereich (B2) der Lichteintrittsfläche (C) auch ein Totalreflektionsprisma aufweisen kann, ist die Lichteintrittsfläche (C) von der Lichtaustrittsfläche (LA), die die Fresnellinse (N) aufweist, äquidistant beabstandet. Damit im Vergleich zu der Ausführung der Linse (L), wie in Fig. 1 beschrieben, die gleiche Lichtabstrahlcharakteristik erreicht wird, wurden die Prismen der Fresnellinse (N) abgeändert und die Basisfläche (F) mit zusätzlichen Prismen versehen.In the special embodiment of the lens (L) shown in FIG. 7, in which the second region (B2) of the light entry surface (C) can also have a total reflection prism, the light entry surface (C) is from the light exit surface (LA), which is the Fresnel lens (N), equidistantly spaced. The prisms of the Fresnel lens (N) have been modified and the base surface (F) has been provided with additional prisms so that the same light emission characteristic is achieved in comparison with the design of the lens (L), as described in FIG. 1.
Signalleuchte für Kraftfahrzeuge
AAbschlußscheibe
B1erster Bereich
B2zweiter Bereich
CLichteintrittsfläche
FBasisfläche
GGehäuse
HHalbleiterzelle
ILinse der Leuchtdiode
LLinse
LALichtaustrittsfläche
LEDLeuchtdiode
MAnschlußelemente
MAMittelachse
NFresnellinse
NFLichteintrittsfläche
RReflektor der Leuchtdiode
RFReflektionsfläche
Pasphärische Linse
TAbstand
T1erster Abstand
T2zweiter Abstand
Uerster Winkel
Vzweiter Winkel
Wdritter Winkel
X1erster Brennpunkt
X2zweiter Brennpunkt
ZGrenzlinien
Signal light for motor vehicles
A lens
B1first area
B2 second area
CLight entrance surface
FBase area
G housing
Semiconductor cell
I Lens of the LED
L lens
LALight exit surface
LED light emitting diode
Terminal elements
MA center axis
NFresnel lens
NF light entry surface
R LED reflector
RF reflection surface
Spherical lens
Distance
First distance
T2 second distance
First angle
Second angle
Third angle
X1first focus
X2 second focal point
ZBorderlines
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