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EP1658645A2 - Illuminating unit comprising a light guiding body and an integrated optical lens - Google Patents

Illuminating unit comprising a light guiding body and an integrated optical lens

Info

Publication number
EP1658645A2
EP1658645A2 EP04786199A EP04786199A EP1658645A2 EP 1658645 A2 EP1658645 A2 EP 1658645A2 EP 04786199 A EP04786199 A EP 04786199A EP 04786199 A EP04786199 A EP 04786199A EP 1658645 A2 EP1658645 A2 EP 1658645A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
lighting unit
guide body
light guide
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04786199A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Erber
Andreas Leittretter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Odelo GmbH
Original Assignee
Odelo GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Odelo GmbH filed Critical Odelo GmbH
Publication of EP1658645A2 publication Critical patent/EP1658645A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/852—Encapsulations
    • H10H20/853—Encapsulations characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • H10H20/856—Reflecting means

Definitions

  • Illumination unit with light guide body and integrated optical lens
  • the invention relates to a lighting unit with at least one light source and at least one light guide body connected downstream of the light source.
  • the problem underlying the present invention is to construct a lighting unit that can be repeatedly and precisely manufactured.
  • the lighting unit comprises at least one light source and at least one light guide body connected downstream of the light source, which has at least one light exit side facing away from the light source, the light output comprises at least one optical lens, which is delimited by a groove and is surrounded by at least one annular surface.
  • the light exit side of the light guide body comprises at least three surfaces.
  • An optical lens is delimited by a fillet, which in turn is surrounded by at least one annular surface.
  • the optical lens can thus be manufactured with high accuracy without influencing the other functional surfaces.
  • a separate axially movable stamp can produce the shape of the optical lens.
  • the lighting unit is, for example, a complete part, which comprises a light-emitting or luminescent diode with an integrated optical light guiding and distributing device.
  • Such lighting units are e.g. used in motor vehicles.
  • the lighting unit can comprise a single light source, but several light-emitting diodes can also be combined into one unit, for example in a rear light unit. In such a lighting unit, which is a design element of the vehicle, the
  • Light-emitting diodes for example, can be integrated in a common light-guiding body.
  • the light source is assumed to be a point light source. However, it can also include, for example, a light-emitting surface, a sphere, a pyramid, a light-emitting cuboid, etc. Further details of the invention emerge from the subclaims and the following description of schematically illustrated embodiments.
  • Figure 1 Section through an illumination unit with a light source and a light guide
  • Figure 2 Section through an illumination unit with several light exit surfaces
  • Figure 3 Section through an illumination unit according to Figure 2 with two light sources
  • Figure 4 View of a lighting unit with two light guide bodies.
  • FIG. 1 shows a section through an illumination unit with a light source (10) and a light guide body (20).
  • the light emitted by the light source (10) is passed through the light guide body (20) connected downstream of it and emitted into the environment (1) by the light guide body (20).
  • the light guide body (20) comprises an optical lens (27).
  • the optical axis (5) of the lighting unit is normal to the optical lens (27).
  • the light source (10) is, for example, a light-emitting diode (10) which is arranged on the optical axis (5) of the lighting unit.
  • the light emitting diode (10) consists of electronic parts, for example a light emitting chip (13) and at least two electrical connections (12) connected to the chip (13).
  • the light emitting diode (10) is surrounded by the light guide body (20).
  • the light guide body (20) is an injection molded plastic part, for example made of PMMA or another optically clear thermoplastic. It comprises a base (25) and a paraboloid stump (24), between which there is a transition edge (23).
  • the base (25) has a contact flange (36) to which a cylindrical section (37) connects.
  • the cylindrical section (37) is oriented in the circumferential direction
  • the light emitting diode (10) lies, for example, in the base (25) such that a straight line through the transition edge (23) and the light emitting diode (10) forms an angle of approximately 10 degrees with a plane through the light emitting diode (10) normal to the optical axis (5 ) of the lighting unit.
  • the paraboloid stump (24) comprises a lateral surface (28) and a light exit side (22). Its diameter increases continuously from the transition edge (23) on the base (25) to the light exit side (22).
  • the diameter of the light guide body (20) on the light exit side (22) in the lighting unit shown in FIG. 1 is approximately equal to the length of the lighting unit.
  • the outer surface (28) of the light guide body (20) is, for example, a closed surface.
  • a straight line on which the light-emitting diode (10) and any point (29) of the lateral surface (28) lies intersects the normal to the lateral surface (28) at this point (29) at an angle that is greater than the critical angle of the Total reflection at the interface (31) of the material of the light guide body (20) with the ambient air (1).
  • the critical angle is approximately 42 degrees.
  • the light exit side (22) comprises, for example, a flat, annular surface (43) which is arranged normal to the optical axis (5) of the lighting unit.
  • the area of this annular surface (43) is, for example, approximately three quarters of the cross-sectional area of the light exit side (22).
  • the converging lens (27) has the shape of a spherical section.
  • the diameter of the base (26) of the e.g. aspherical spherical section is approximately four times the height of the spherical section.
  • the distance between the base surface (26) and the light source (10) is approximately half the length of the light guide body (20). It is greater than the distance between the base surface (26) and its focal point (33).
  • the base area (26) and the surface of the converging lens (27) intersect in a boundary edge (34).
  • a fillet (41) is arranged around this boundary edge (34).
  • the fillet (41) has, for example, a constant cross section over its length.
  • a horizontal throat base (42) which is arranged normal to the optical axis (5).
  • the fillet (41) is delimited by the hollow cylinder (47).
  • the fillet (42) merges into transition fillets (51, 52) into the adjacent surfaces.
  • the boundary edge (34) of the converging lens (27) and the transition edge (23) between the base (25) and the paraboloid stump (24) are circumferential lines on the jacket of an imaginary cylinder, the axis of which the optical axis (5) of the lighting unit coincides.
  • This lighting unit is manufactured, for example, in one step in an injection mold.
  • the injection mold then has, for example, a nose near the inserted light-emitting diode.
  • This nose acts as a flow brake during injection in order to reduce the speed of the injection molding material flowing onto the electronic parts.
  • This nose is shown on the workpiece as a flow notch (38).
  • a stamp presses and shapes the e.g. the shape of the converging lens (27).
  • the material is compressed in the light guide body.
  • the converging lens (27) can thus be produced with a high surface quality.
  • the fillet (41) prevents damage to the surrounding surfaces of the component.
  • lighting units can thus be repeatedly and precisely manufactured within narrow tolerances of the optical properties.
  • the converging lens (27) of the finished lighting unit lies within the outer contour of the light guide body (20). It is therefore e.g. well protected against damage.
  • the light rays (61) which are emitted within a cone at an angle of 38 degrees to the optical axis (5), penetrate the homogeneous light guide body (20) and meet at an angle between, for example, 0 degrees and 15 degrees to the normal to the converging lens (27).
  • the light rays (61) are refracted, for example, in the direction of the optical axis (5) such that the light rays (61) are parallel to each other after exiting the converging lens (27).
  • Rays of light (63) which are at an angle of e.g. about 75 degrees to the optical axis (5) are emitted by the light source (10), impinge on the lateral surface (28) in the vicinity of the transition edge (23). Here they are reflected and enter the environment (1) through the valley (42).
  • the lighting unit can also be designed with a converging lens (27) which is at a greater distance from the light-emitting diode (10).
  • the light guide body (20) used in this design is longer than the light guide body (20) shown in FIG. 1. If the distance between the converging lens (27) and the light-emitting diode (10) is reduced, the light guide body (20) of the lighting unit can accordingly be made shorter.
  • the converging lens (27) is made with a smaller diameter
  • the light guide body (20) should be made longer than in FIG. 1. Conversely, it can be made shorter with a converging lens (27) with a larger diameter.
  • the lighting unit can also have a light guide body (20) which has a smaller outer diameter than the light guide body (20) in FIG. 1. This can then be shorter than the light-guiding body (20) shown in FIG. 1.
  • the illumination area of this lighting unit is e.g. brighter in the edge area than the illumination of the lighting unit shown in FIG. 1.
  • light rays (61) which are emitted by the light-emitting diode (10) within a cone at an angle of approximately 35 degrees to the optical axis (5) can strike the converging lens (27).
  • the maximum diameter of the light guide body (20) is then e.g. 1.3 to 1.5 times the length of the light guide body (20).
  • the maximum wall thickness can be approximately one third of the diameter of the light exit side (22).
  • the light guide body (20) can also be dome-shaped on its end facing the light exit side (22).
  • FIG. 2 shows a section through an illumination unit, the light guide body (20) of which has a plurality of light exit surfaces. chen (43-46).
  • This lighting unit also comprises a light source (10) in the form of a light-emitting diode (10). This is integrated in the light guide body (20), so that only the base (15) with the electrical connections (12) protrudes from the light guide body (20).
  • An electronic protective body (14) surrounding the light-emitting diode (10) is part of the light-guiding body (20) and forms a homogeneous unit with it.
  • the light guide body (20) has the shape of a rotationally symmetrical paraboloid stump (24) with two end faces (21, 22) arranged parallel to one another.
  • the light-emitting diode (10) is arranged in the focal point of the paraboloid stump (24).
  • the cross section of the light guide body (20) increases e.g. steadily from the end face (21), from which the base (15) of the light-emitting diode (10) protrudes, to the light exit side (22).
  • the diameter of the light exit side (22) is, for example, approximately 2.7 times the diameter of the opposite end face (21).
  • the diameter of the light exit side (22) is approximately 70% larger than the length of the light guide body (20).
  • the light exit side (22) comprises, for example, four annular surfaces (43, 44, 45, 46) arranged concentrically with respect to one another and arranged in relation to the optical axis (5).
  • the surface (43) is the surface furthest from the optical axis (5) and the surface (46) is the surface closest to the optical axis (5).
  • the inner diameter of an outer surface (43, 44, 45) corresponds, for example, to the outer diameter of the next inner surface (44, 45, 46).
  • the transitions between the stages are hollow cylinders (47, 48, 49), the axes of which coincide with the optical axis (5) of the lighting unit.
  • the outermost (43) of the annular surfaces (43-46) adjoins the outer surface (28) of the paraboloid stump (24).
  • the size of this area Before (43) is about 29% of the cross section of the light exit side (22).
  • the second light exit surface (44), its area is about 24% of the cross section of the light exit side (22), is offset from the first light exit surface (43) by about 6% of the length of the light guide body (20) in the direction of the light source (10).
  • the area of the third light exit surface (45) is approximately 16% of the cross section of the light exit side (22). This surface (45) is offset by approximately 22% of the length of the light-guiding body (20) relative to the second light-emitting surface (44) in the direction of the light source (10).
  • the fourth light exit surface (46) is arranged offset by a further 13% of the length of the light guide body (20) in the direction of the light source (10).
  • This fourth annular light exit surface (46) delimits a further hollow cylinder (53), the length of which is approximately 14% of the length of the light guide body (20).
  • the bottom of this hollow cylinder (53) is formed by the fillet (41) and the optical lens (27) surrounded by it.
  • the fillet (41) has a rectangular cross section. Its base area (42), which is arranged normal to the optical axis (5) of the lighting unit, is approximately 3% of the cross-sectional area of the light exit side (22).
  • the optical lens (27) is, for example, a converging lens (27) in the form of a Fresnel lens.
  • This lighting unit can be manufactured in one or two stages.
  • the electronic protective body (14) can be produced in a first manufacturing step, for example.
  • the light exit surfaces can be produced precisely within narrow tolerances.
  • the light beams (61, 62) emitted from the light-emitting diode (10) are guided either in the direction of the Fresnel lens (27) or in the direction of the lateral surface (28).
  • the light beams (61) are refracted, for example, in such a way that they are parallel in the environment (1).
  • the light rays (62) are reflected on the lateral surface (28) and enter the environment (1) unbroken as parallel light rays (62).
  • FIG. 3 shows an illumination unit with two light sources (10) and a light guide body (20) in the shape of a paraboloid stump (24).
  • the light sources (10) are, for example, light-emitting diodes. They are e.g. arranged outside the focal point of the light guide body (20) on its small end face (21).
  • the structure of the light guide body (20) is similar to the structure of the light guide body (20) shown in FIG.
  • the lateral surface (28) of the light guide body (20) is mirrored, for example.
  • FIG. 4 shows an illumination unit with two light guide bodies (20) and a light source (10).
  • the two light guide bodies (20) have the shape of rotational paraboloids cut in a central longitudinal plane, cf. Figure 2. This imaginary sectional plane is a flat surface (35).
  • the two light guide bodies (20) are arranged in mirror image to one another, the smaller end faces (21) of the two light guide bodies (20) abutting one another.
  • the light source (10) is arranged in the parting line. Both light-guiding bodies (20) surround the light source (10) in half.
  • the light beams emitted by the light source (10) strike the converging lens (27), the flat surface (35) and the lateral surface (28) of the two light guide bodies (20). Depending on the angle of incidence, they are reflected or penetrate the interface.
  • Such a lighting unit can e.g. can be used as a position lamp of a motor vehicle. It then lies, for example, with the flat surface (35) on the body. The light is then e.g. radiated both forward and backward.
  • the light-guiding body (20) can, for example, also be an elliptical paraboloid or have another shape.
  • the lateral surface (28) can also have discontinuous areas.
  • the light exit surfaces (43 - 46) can also be arranged inclined with respect to the optical axis (5) of the lighting unit.
  • Each light exit surface (43 - 46) can be composed of many individual, for example adjacent surface elements.
  • the individual surface element is then, for example, a surface area of a curved spatial body.
  • the surface elements can be surface areas of ellipsoids, barrels, cylinders, cones, gates, or other arbitrarily curved spatial bodies. They can also be surface areas of combinations of different bodies and have continuous and discontinuous areas, etc. These individual surface elements are then, for example, regularly arranged in a cartesian manner on the light exit surface (43-46).
  • the optical lens (27) can also be a diffusion lens, a plane lens, etc. It can have areas of different curvature.
  • the optical lens (27) can have regularly or irregularly arranged, adjoining surface elements, e.g. Surface areas are curved spatial bodies.
  • the focal point (33) of the optical lens (27) can lie between the lens (27) and the light source (10), but it can also be arranged outside this area.
  • the lighting unit can also have one or more other light sources such as include a laser diode, halogen lamp, light bulb, etc.

Landscapes

  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

The invention relates to an illuminating unit comprising at least one light source and at least one light guiding body that is arranged upstream of said light source, and has at least one light output side opposing the light source. Said light output side comprises at least one optical lens that is defined by a groove and is surrounded by at least one annular surface. The invention enables an illuminating unit to be produced in a reproducibly precise manner.

Description

Beleuchtungseinheit mit Lichtleitkörper und integrierter optischer Linse Illumination unit with light guide body and integrated optical lens

Beschreibung:Description:

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit mit mindestens einer Lichtquelle und mindestens einem der Lichtquelle nachgeschaltetem Lichtleitkörper.The invention relates to a lighting unit with at least one light source and at least one light guide body connected downstream of the light source.

Elemente dieser Erfindung sind aus der US 4,698,730 bekannt. Der Lichtleitkörper dieser Beleuchtungseinheit wird in Einzelfertigung durch Vergießen von Harz hergestellt. Er hat eine halbkugelförmige Sammellinse, die mit dem sie umgebenden Hohl- zylinder eine spitzwinklige Kerbe einschließt. Beim Entformen besteht die Gefahr von Materialausbrüchen, wodurch die Oberfläche des Werkstücks beschädigt werden kann.Elements of this invention are known from US 4,698,730. The light guide body of this lighting unit is manufactured individually by casting resin. It has a hemispherical converging lens which, with the hollow cylinder surrounding it, encloses an acute-angled notch. There is a risk of material breakouts during demolding, which can damage the surface of the workpiece.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine Beleuchtungseinheit zu konstruieren, die wiederholbar genau herstellbar ist.The problem underlying the present invention is to construct a lighting unit that can be repeatedly and precisely manufactured.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu umfasst die Beleuchtungseinheit mindestens eine Lichtquelle und mindestens einen der Lichtquelle nachgeschalteten Lichtleitkörper, der mindestens eine der Licht- quelle abgewandte Lichtaustrittsseite hat, wobei die Lichtaus- trittsseite mindestens eine optische Linse umfasst, die von einer Hohlkehle begrenzt ist und von zumindest einer ringförmigen Fläche umgeben ist.This problem is solved with the features of the main claim. For this purpose, the lighting unit comprises at least one light source and at least one light guide body connected downstream of the light source, which has at least one light exit side facing away from the light source, the light output comprises at least one optical lens, which is delimited by a groove and is surrounded by at least one annular surface.

Die Lichtaustrittsseite des Lichtleitkörpers umfasst mindestens drei Flächen. Eine optische Linse wird begrenzt von einer Hohlkehle die wiederum von zumindest einer ringförmigen Fläche umgeben ist. Die optische Linse kann so mit hoher Genauigkeit ohne Beeinflussung der übrigen Funktionsflächen gefertigt wer- den. Beispielsweise bei Anwendung eines Spritzgießverfahrens kann ein separater axial beweglicher Stempel die Gestalt der optischen Linse erzeugen. Beim Zurückfahren des Stempels wird die ringförmige Fläche nicht beschädigt. Die Fertigung der Beleuchtungseinheit ist so gut automatisierbar und die Beleuch- tungseinheit wiederholbar genau fertigbar.The light exit side of the light guide body comprises at least three surfaces. An optical lens is delimited by a fillet, which in turn is surrounded by at least one annular surface. The optical lens can thus be manufactured with high accuracy without influencing the other functional surfaces. For example, when using an injection molding process, a separate axially movable stamp can produce the shape of the optical lens. The ring-shaped surface is not damaged when the stamp is moved back. The manufacture of the lighting unit can thus be automated well and the lighting unit can be repeatedly and precisely manufactured.

Die Beleuchtungseinheit ist beispielsweise ein Komplettteil, das eine Leucht- oder Lumineszenzdiode mit integrierter optischer Lichtleit- und -Verteileinrichtung umfasst. Derartige Beleuchtungseinheiten werden z.B. in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die Beleuchtungseinheit kann eine einzelne Lichtquelle umfassen, es können in ihr aber auch mehrere Leuchtdioden zu einer Einheit zusammengefasst sein, beispielsweise in einer Rückleuchteneinheit. In einer derartigen Beleuchtungseinheit, die ein Gestaltungselement des Fahrzeuges ist, können dieThe lighting unit is, for example, a complete part, which comprises a light-emitting or luminescent diode with an integrated optical light guiding and distributing device. Such lighting units are e.g. used in motor vehicles. The lighting unit can comprise a single light source, but several light-emitting diodes can also be combined into one unit, for example in a rear light unit. In such a lighting unit, which is a design element of the vehicle, the

Leuchtdioden beispielsweise in einem gemeinsamen Lichtleitkörper integriert sein.Light-emitting diodes, for example, can be integrated in a common light-guiding body.

Die Lichtquelle wird hier als punktförmige Lichtquelle ange- nommen. Sie kann jedoch auch z.B. eine lichtabstrahlende Fläche, eine Kugel, eine Pyramide, einen lichtabstrahlenden Quader etc. umfassen. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.The light source is assumed to be a point light source. However, it can also include, for example, a light-emitting surface, a sphere, a pyramid, a light-emitting cuboid, etc. Further details of the invention emerge from the subclaims and the following description of schematically illustrated embodiments.

Figur 1: Schnitt durch eine Beleuchtungseinheit mit einer Lichtquelle und einem Lichtleitkörper; Figur 2 : Schnitt durch eine Beleuchtungseinheit mit mehreren Lichtaustrittsflächen; Figur 3 : Schnitt durch eine Beleuchtungseinheit nach Figur 2 mit zwei Lichtquellen; Figur 4 : Ansicht einer Beleuchtungseinheit mit zwei Lichtleitkörpern.Figure 1: Section through an illumination unit with a light source and a light guide; Figure 2: Section through an illumination unit with several light exit surfaces; Figure 3: Section through an illumination unit according to Figure 2 with two light sources; Figure 4: View of a lighting unit with two light guide bodies.

Die Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Beleuchtungseinheit mit einer Lichtquelle (10) und einem Lichtleitkörper (20) . Das von der Lichtquelle (10) emittierte Licht wird durch den ihr nachgeschalteten Lichtleitkörper (20) geleitet und vom Lichtleitkörper (20) in die Umgebung (1) abgestrahlt.FIG. 1 shows a section through an illumination unit with a light source (10) and a light guide body (20). The light emitted by the light source (10) is passed through the light guide body (20) connected downstream of it and emitted into the environment (1) by the light guide body (20).

Der Lichtleitkörper (20) umfasst eine optische Linse (27) . Normal zu der optischen Linse (27) steht die optische Achse (5) der Beleuchtungseinheit.The light guide body (20) comprises an optical lens (27). The optical axis (5) of the lighting unit is normal to the optical lens (27).

Die Lichtquelle (10) ist beispielsweise eine Leuchtdiode (10) , die auf der optischen Achse (5) der Beleuchtungseinheit ange- ordnet ist. Die Leuchtdiode (10) besteht aus Elektronikteilen, z.B. einem lichtemittierenden Chip (13) und mindestens zwei mit dem Chip (13) verbundene elektrischen Anschlüssen (12). Die Leuchtdiode (10) wird vom Lichtleitkörper (20) umgeben. Der Lichtleitkörper (20) ist ein Kunststoffspitzgießteil z.B. aus PMMA oder einem anderen optisch klaren thermoplastischen Kunststoff. Er umfasst einen Sockel (25) und einen Parabo- loidstumpf (24), zwischen denen eine Übergangskante (23) liegt.The light source (10) is, for example, a light-emitting diode (10) which is arranged on the optical axis (5) of the lighting unit. The light emitting diode (10) consists of electronic parts, for example a light emitting chip (13) and at least two electrical connections (12) connected to the chip (13). The light emitting diode (10) is surrounded by the light guide body (20). The light guide body (20) is an injection molded plastic part, for example made of PMMA or another optically clear thermoplastic. It comprises a base (25) and a paraboloid stump (24), between which there is a transition edge (23).

Der Sockel (25) hat einen Anlageflansch (36) an den sich ein zylindrischer Abschnitt (37) anschließt. Am zylindrischen Ab- schnitt (37) ist eine in U fangsrichtung orientierteThe base (25) has a contact flange (36) to which a cylindrical section (37) connects. The cylindrical section (37) is oriented in the circumferential direction

Kerbe (38) mit schrägem Kerbgrund (39) angeordnet. Die Leuchtdiode (10) liegt beispielsweise so im Sockel (25) , dass eine Gerade durch die Übergangskante (23) und die Leuchtdiode (10) einen Winkel von etwa 10 Grad mit einer Ebene durch die Leuchtdiode (10) normal zur optischen Achse (5) der Beleuchtungseinheit einschließt.Notch (38) with a sloping notch base (39) arranged. The light emitting diode (10) lies, for example, in the base (25) such that a straight line through the transition edge (23) and the light emitting diode (10) forms an angle of approximately 10 degrees with a plane through the light emitting diode (10) normal to the optical axis (5 ) of the lighting unit.

Der Paraboloidstumpf (24) umfasst eine Mantelfläche (28) und eine Lichtaustrittsseite (22) . Sein Durchmesser nimmt von der Übergangskante (23) am Sockel (25) zur Lichtaustrittsseite (22) hin stetig zu. Der Durchmesser des Lichtleitkörpers (20) auf der Lichtaustrittsseite (22) ist bei der in Figur 1 dargestellten Beleuchtungseinheit etwa gleich der Länge der Beleuchtungseinheit.The paraboloid stump (24) comprises a lateral surface (28) and a light exit side (22). Its diameter increases continuously from the transition edge (23) on the base (25) to the light exit side (22). The diameter of the light guide body (20) on the light exit side (22) in the lighting unit shown in FIG. 1 is approximately equal to the length of the lighting unit.

Die Mantelfläche (28) des Lichtleitkörpers (20) ist z.B. eine geschlossene Fläche. Eine Gerade, auf der die Leuchtdiode (10) und ein beliebiger Punkt (29) der Mantelfläche (28) liegt, schneidet die Normale zur Mantelfläche (28) in diesem Punkt (29) in einem Winkel, der größer ist, als der Grenzwinkel der Totalreflexion an der Grenzfläche (31) des Werkstoffes des Lichtleitkörpers (20) mit der Umgebungsluft (1) . Der Grenzwinkel beträgt beispielsweise bei PMMA ca. 42 Grad. Die Lichtaustrittsseite (22) umfasst beispielsweise eine plane, ringförmige Fläche (43), die normal zur optischen Achse (5) der Beleuchtungseinheit angeordnet ist. Der Flächeninhalt dieser ringförmigen Fläche (43) beträgt z.B. etwa drei Viertel der Querschnittsfläche der Lichtaustrittseite (22).The outer surface (28) of the light guide body (20) is, for example, a closed surface. A straight line on which the light-emitting diode (10) and any point (29) of the lateral surface (28) lies intersects the normal to the lateral surface (28) at this point (29) at an angle that is greater than the critical angle of the Total reflection at the interface (31) of the material of the light guide body (20) with the ambient air (1). For PMMA, for example, the critical angle is approximately 42 degrees. The light exit side (22) comprises, for example, a flat, annular surface (43) which is arranged normal to the optical axis (5) of the lighting unit. The area of this annular surface (43) is, for example, approximately three quarters of the cross-sectional area of the light exit side (22).

Konzentrisch zur ringförmigen Fläche (43) ist in einem Hohlzy- linder (47) versenkt die optische Linse (27) mit der Gestalt einer Sammellinse (27) angeordnet, die von der ringförmigen Fläche (43) umgeben ist. Die Sammellinse (27) hat die Gestalt eines Kugelabschnitts. Der Durchmesser der Grundfläche (26) des z.B. asphärischen Kugelabschnitts beträgt etwa das vierfache der Höhe des Kugelabschnitts. Der Abstand der Grundfläche (26) zur Lichtquelle (10) beträgt etwa die Hälfte der Länge des Lichtleitkörpers (20) . Er ist größer als der Abstand der Grundfläche (26) zu ihrem Brennpunkt (33). Die Grundfläche (26) und die Oberfläche der Sammellinse (27) schneiden sich in einer Begrenzungskante (34) . Um diese Begrenzungskante (34) herum ist eine Hohlkehle (41) angeordnet. Die Hohlkehle (41) weist beispielsweise über ihre Länge einen konstan- ten Querschnitt auf. Sie hat z.B. einen waagerechten Kehlgrund (42), der normal zur optischen Achse (5) angeordnet ist. In radialer Richtung nach außen wird die Hohlkehle (41) durch den Hohlzylinder (47) begrenzt. Der Kehlgrund (42) geht in Übergangskehlen (51, 52) in die angrenzenden Flächen über.The optical lens (27) with the shape of a converging lens (27), which is surrounded by the annular surface (43), is sunk in a hollow cylinder (47) concentrically to the annular surface (43). The converging lens (27) has the shape of a spherical section. The diameter of the base (26) of the e.g. aspherical spherical section is approximately four times the height of the spherical section. The distance between the base surface (26) and the light source (10) is approximately half the length of the light guide body (20). It is greater than the distance between the base surface (26) and its focal point (33). The base area (26) and the surface of the converging lens (27) intersect in a boundary edge (34). A fillet (41) is arranged around this boundary edge (34). The fillet (41) has, for example, a constant cross section over its length. For example, a horizontal throat base (42) which is arranged normal to the optical axis (5). In the radial direction to the outside, the fillet (41) is delimited by the hollow cylinder (47). The fillet (42) merges into transition fillets (51, 52) into the adjacent surfaces.

In der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Beleuchtungseinheit sind die Begrenzungskante (34) der Sammellinse (27) und die Übergangskante (23) zwischen dem Sockel (25) und dem Paraboloidstumpf (24) Umfangslinien auf dem Mantel eines gedachten Zylinders, dessen Achse mit der optischen Achse (5) der Beleuchtungseinheit zusammenfällt.In the embodiment of the lighting unit shown in Figure 1, the boundary edge (34) of the converging lens (27) and the transition edge (23) between the base (25) and the paraboloid stump (24) are circumferential lines on the jacket of an imaginary cylinder, the axis of which the optical axis (5) of the lighting unit coincides.

Die Herstellung dieser Beleuchtungseinheit erfolgt beispielsweise einstufig in einer Spritzgießform. Die Spritzgießform hat dann beispielsweise in der Nähe der eingelegten Leuchtdiode z.B. eine Nase. Diese Nase wirkt während des Einspritzens als Fließbremse, um die Geschwindigkeit der auf die Elektronikteile strömenden Spritzgießwerkstoffes zu vermindern. Am Werkstück wird diese Nase als Fließkerbe (38) abgebildet.This lighting unit is manufactured, for example, in one step in an injection mold. The injection mold then has, for example, a nose near the inserted light-emitting diode. This nose acts as a flow brake during injection in order to reduce the speed of the injection molding material flowing onto the electronic parts. This nose is shown on the workpiece as a flow notch (38).

Auf der Stirnseite der Spritzgießform sind z.B. axial verfahrbare Stempel angeordnet. Ein Stempel presst und formt die z.B. die Gestalt der Sammellinse (27) . Der Werkstoff wird hierbei im Lichtleitkörper verdichtet. Die Sammellinse (27) kann so mit einer hohen Oberflächengüte hergestellt werden. Beim Zurückfahren des Stempels verhindert die Hohlkehle (41) eine Beschädigung der umliegenden Flächen des Bauteils.On the front of the injection mold are e.g. axially movable stamp arranged. A stamp presses and shapes the e.g. the shape of the converging lens (27). The material is compressed in the light guide body. The converging lens (27) can thus be produced with a high surface quality. When the punch moves back, the fillet (41) prevents damage to the surrounding surfaces of the component.

Nach der Fertigstellung der Beleuchtungseinheit ist diese, nach dem Zurückfahren der Stempel, gut aus der Form entnehmbar. Die Schrumpfung des Werkstückes beim Erkalten ist gering. Die Funktionsflächen, das sind vor allem die Sammellinse (27) und die ringförmige Fläche (43), weisen eine hohe Oberflächen- After completion of the lighting unit, it can be easily removed from the mold after the stamps have been moved back. The workpiece shrinks when it cools down. The functional surfaces, which are above all the converging lens (27) and the annular surface (43), have a high surface

Bei einer automatisierten Fertigung lassen sich Beleuchtungseinheiten so innerhalb enger Toleranzen der optischen Eigenschaften wiederholbar genau herstellen.In automated production, lighting units can thus be repeatedly and precisely manufactured within narrow tolerances of the optical properties.

Die Sammellinse (27) der fertigen Beleuchtungseinheit liegt innerhalb der äußeren Kontur des Lichtleitkörpers (20) . Sie ist daher z.B. gut gegen Beschädigungen geschützt.The converging lens (27) of the finished lighting unit lies within the outer contour of the light guide body (20). It is therefore e.g. well protected against damage.

Beim Betrieb der Beleuchtungseinheit wird Licht von der Leuchtdiode (10) in Richtung der Lichtaustrittsseite (22) emittiert. Die Lichtstrahlen (61), die beispielsweise innerhalb eines Kegels mit einem Winkel von 38 Grad zur optischen Achse (5) emittiert werden, durchdringen den homogenen Licht- leitkörper (20) und treffen in einem Winkel zwischen z.B. 0 Grad und 15 Grad zur Normalen auf die Sammellinse (27) . Beim Austritt aus der Sammellinse (27) werden die Lichtstrahlen (61) beispielsweise in Richtung der optischen Achse (5) derart gebrochen, dass die Lichtstrahlen (61) nach dem Austritt aus der Sammellinse (27) parallel zueinander liegen.During operation of the lighting unit, light is emitted by the light-emitting diode (10) in the direction of the light exit side (22). The light rays (61), which are emitted within a cone at an angle of 38 degrees to the optical axis (5), penetrate the homogeneous light guide body (20) and meet at an angle between, for example, 0 degrees and 15 degrees to the normal to the converging lens (27). When exiting the converging lens (27), the light rays (61) are refracted, for example, in the direction of the optical axis (5) such that the light rays (61) are parallel to each other after exiting the converging lens (27).

Lichtstrahlen (62), die außerhalb dieses Kegels emittiert werden, treffen von innen an einem Punkt (29) auf die Mantelflä- ehe (28) des Lichtleitkörpers (20) auf. Sie werden dort inLight rays (62), which are emitted outside of this cone, strike the surface (28) of the light guide body (20) from the inside at a point (29). You will be in there

Richtung der ringförmigen Fläche (43) reflektiert, auf die sie in normaler Richtung auftreffen. Sie durchtreten die ringförmige Fläche (43), ohne gebrochen zu werden. Nach dem Austritt aus dem Lichtleitkörper (20) liegen sie parallel zueinander.Reflected towards the annular surface (43), which they hit in the normal direction. They pass through the annular surface (43) without being broken. After emerging from the light guide body (20), they are parallel to each other.

Lichtstrahlen (63), die in einem Winkel von z.B. etwa 75 Grad zur optischen Achse (5) von der Lichtquelle (10) emittiert werden, treffen auf die Mantelfläche (28) in der Nähe der Übergangskante (23) auf. Hier werden sie reflektiert und tre- ten durch den Kehlgrund (42) in die Umgebung (1) .Rays of light (63) which are at an angle of e.g. about 75 degrees to the optical axis (5) are emitted by the light source (10), impinge on the lateral surface (28) in the vicinity of the transition edge (23). Here they are reflected and enter the environment (1) through the valley (42).

Die Beleuchtungseinheit kann auch mit einer Sammellinse (27) ausgeführt werden, die einen größeren Abstand zur Leuchtdiode (10) hat. Der Kegel, innerhalb dessen die von der Leucht- dioden (10) emittierten Lichtstrahlen (61) auf die Sammellinse (27) treffen, wird spitzer. Lichtstrahlen (62) , die bei dieser Anordnung unter einem Winkel von z.B. 38 Grad zur optischen Achse (5) von der Leuchtdiode (10) emittiert werden, treffen nun auf die verlängerte Mantelfläche (28) , an der sie reflektiert werden. Der bei dieser Bauform eingesetzte Lichtleitkörper (20) ist länger als der in Figur 1 dargestellte Lichtleitkörper (20) . Bei einer Verkleinerung des Abstandes zwischen der Sammellinse (27) und der Leuchtdiode (10) kann dementsprechend der Lichtleitkörper (20) der Beleuchtungseinheit kürzer ausgeführt werde .The lighting unit can also be designed with a converging lens (27) which is at a greater distance from the light-emitting diode (10). The cone within which the light rays (61) emitted by the light-emitting diodes (10) strike the converging lens (27) becomes more pointed. Light rays (62), which in this arrangement are emitted by the light-emitting diode (10) at an angle of, for example, 38 degrees to the optical axis (5), now strike the extended lateral surface (28), on which they are reflected. The light guide body (20) used in this design is longer than the light guide body (20) shown in FIG. 1. If the distance between the converging lens (27) and the light-emitting diode (10) is reduced, the light guide body (20) of the lighting unit can accordingly be made shorter.

Wird, ausgehend von der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform, die Sammellinse (27) mit einem kleinerem Durchmesser ausgeführt, ist der Lichtleitkörper (20) länger als in Figur 1 auszuführen. Umgekehrt kann er bei einer Sammellinse (27) mit größerem Durchmesser kürzer ausgeführt werden.If, starting from the embodiment shown in FIG. 1, the converging lens (27) is made with a smaller diameter, the light guide body (20) should be made longer than in FIG. 1. Conversely, it can be made shorter with a converging lens (27) with a larger diameter.

Die Beleuchtungseinheit kann auch einen Lichtleitkörper (20) aufweisen, der einen kleineren Außendurchmesser als der Lichtleitkörper (20) in Figur 1 hat. Dieser kann dann kürzer sein als der in Figur 1 dargestellte Lichtleitkörper (20) . Die Aus- leuchtungsbereich dieser Beleuchtungseinheit ist z.B. im Randbereich heller als die Ausleuchtung der in Figur 1 dargestellten Beleuchtungseinheit.The lighting unit can also have a light guide body (20) which has a smaller outer diameter than the light guide body (20) in FIG. 1. This can then be shorter than the light-guiding body (20) shown in FIG. 1. The illumination area of this lighting unit is e.g. brighter in the edge area than the illumination of the lighting unit shown in FIG. 1.

Auch eine Kombination der vorgenannten Maßnahmen ist denkbar. So können in einer Beleuchtungseinheit beispielsweise Lichtstrahlen (61), die von der Leuchtdiode (10) innerhalb eines Kegels mit einem Winkel von etwa 35 Grad zur optischen Achse (5) emittiert werden, auf die Sammellinse (27) auftref- fen. Der maximale Durchmesser des Lichtleitkörpers (20) beträgt dann z.B. das 1,3- bis 1,5-fache der Länge des Lichtleitkörpers (20) . Die maximale Wandstärke kann etwa ein Drittel des Durchmessers der Lichtaustrittsseite (22) betragen. Der Lichtleitkörper (20) kann auch auf seinem der Lichtaus- trittsseite (22) angewandten Ende kalottenförmig ausgebildet sein.A combination of the aforementioned measures is also conceivable. In a lighting unit, for example, light rays (61) which are emitted by the light-emitting diode (10) within a cone at an angle of approximately 35 degrees to the optical axis (5) can strike the converging lens (27). The maximum diameter of the light guide body (20) is then e.g. 1.3 to 1.5 times the length of the light guide body (20). The maximum wall thickness can be approximately one third of the diameter of the light exit side (22). The light guide body (20) can also be dome-shaped on its end facing the light exit side (22).

Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch eine Beleuchtungseinheit, deren Lichtleitkörper (20) mehrere Lichtaustrittsflä- chen (43 - 46) hat. Auch diese Beleuchtungseinheit umfasst eine Lichtquelle (10) in der Gestalt einer Leuchtdiode (10) . Diese ist in den Lichtleitkörper (20) integriert, so dass nur der Sockel (15) mit den elektrischen Anschlüssen (12) aus dem Lichtleitkörper (20) herausragt. Ein die Leuchtdiode (10) umgebender Elektronikschutzkörper (14) ist Teil des Lichtleitkörpers (20) und bildet mit diesem eine homogene Einheit.FIG. 2 shows a section through an illumination unit, the light guide body (20) of which has a plurality of light exit surfaces. chen (43-46). This lighting unit also comprises a light source (10) in the form of a light-emitting diode (10). This is integrated in the light guide body (20), so that only the base (15) with the electrical connections (12) protrudes from the light guide body (20). An electronic protective body (14) surrounding the light-emitting diode (10) is part of the light-guiding body (20) and forms a homogeneous unit with it.

Der Lichtleitkörper (20) hat die Gestalt eines rotationssym- metrischen Paraboloidstumpfes (24) mit zwei parallel zueinander angeordneten Stirnseiten (21, 22) . Im Brennpunkt des Paraboloidstumpfes (24) ist die Leuchtdiode (10) angeordnet. Der Querschnitt des Lichtleitkörpers (20) wächst z.B. stetig von der Stirnseite (21), aus der der Sockel (15) der Leuchtdi- ode (10) herausragt, zur Lichtaustrittsseite (22) an. Der Durchmesser der Lichtaustrittsseite (22) beträgt beispielsweise etwa das 2,7-fache des Durchmessers der gegenüberliegenden Stirnfläche (21) . Der Durchmesser der Lichtaustrittsseite (22) ist etwa um 70% größer als die Länge des Lichtleit- körpers (20) .The light guide body (20) has the shape of a rotationally symmetrical paraboloid stump (24) with two end faces (21, 22) arranged parallel to one another. The light-emitting diode (10) is arranged in the focal point of the paraboloid stump (24). The cross section of the light guide body (20) increases e.g. steadily from the end face (21), from which the base (15) of the light-emitting diode (10) protrudes, to the light exit side (22). The diameter of the light exit side (22) is, for example, approximately 2.7 times the diameter of the opposite end face (21). The diameter of the light exit side (22) is approximately 70% larger than the length of the light guide body (20).

Die Lichtaustrittsseite (22) umfasst beispielsweise vier gestuft konzentrisch zueinander und zur optischen Achse (5) angeordnete ringförmige Flächen (43, 44, 45, 46). Hierbei ist die Fläche (43) die am weitesten von der optischen Achse (5) entfernte und die Fläche (46) die der optischen Achse (5) nächstliegende Fläche. Der Innendurchmesser einer außenliegenden Fläche (43, 44, 45) entspricht beispielsweise dem Außendurchmesser der nächsten nach innen liegenden Fläche (44, 45, 46) . Die Übergänge zwischen den Stufen sind jeweils Hohlzylin- der (47, 48, 49), deren Achsen mit der optischen Achse (5) der Beleuchtungseinheit zusammenfallen. Die äußerste (43) der ringförmigen Flächen (43 - 46) schließt an die Mantelfläche (28) des Paraboloidstumpfes (24) an. Die Größe dieser Flä- ehe (43) beträgt etwa 29 % des Querschnitts der Lichtaustrittsseite (22) . Die zweite Lichtaustrittsfläche (44) , ihre Fläche beträgt etwa 24 % des Querschnitts der Lichtaustrittsseite (22), ist zur ersten Lichtaustrittsfläche (43) um etwa 6 % der Länge des Lichtleitkörpers (20) in Richtung der Lichtquelle (10) versetzt. Die Fläche der dritten Lichtaustrittsfläche (45) beträgt etwa 16 % des Querschnitts der Lichtaustrittsseite (22) . Diese Fläche (45) ist etwa um 22 % der Länge des Lichtleitkörpers (20) gegenüber der zweiten Lichtaus- trittsflache (44) in Richtung der Lichtquelle (10) versetzt. Um weitere 13 % der Länge des Lichtleitkörpers (20) in Richtung der Lichtquelle (10) versetzt ist die vierte Lichtaustrittsfläche (46) angeordnet. Ihre Fläche beträgt z.B. 14 % der Querschnittsfläche der Lichtaustrittsseite (22). Diese vierte ringförmige Lichtaustrittsfläche (46) begrenzt einen weiteren Hohlzylinder (53), dessen Länge etwa 14 % der Länge des Lichtleitkörpers (20) beträgt. Den Boden dieses HohlZylinders (53) bilden die Hohlkehle (41) und die von ihr umgebene optische Linse (27) . Die Hohlkehle (41) hat einen rechteckigen Querschnitt. Ihre Grundfläche (42), die normal zur optischen Achse (5) der Beleuchtungseinheit angeordnet ist, beträgt etwa 3 % der Querschnittsfläche der Lichtaustrittsseite (22). Die optische Linse (27) ist beispielsweise eine Sammellinse (27) in der Bauart einer Fresnellinse. Diese ist eine flache Linse (27), die eine Vielzahl z.B. konzentrischer Abschnitte einer Sammellinse (27) umfasst. Ihre auf eine Ebene normal zur optischen Achse (5) der Beleuchtungseinheit projizierte Fläche beträgt etwa 14 % der Fläche der Lichtaustrittsseite (22) . Der Abstand der Grundfläche (26) der Sammellinse (27) zur Licht- quelle (10) beträgt etwa 38 % der Länge des Lichtleitkörpers (20) . Der Brennpunkt (33) der Sammellinse (27) liegt zwischen der Lichtquelle (10) und der Sammellinse (27) . In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die maximale Wandstärke des Werkstücks etwa 40 % der Länge des Lichtleitkörpers.The light exit side (22) comprises, for example, four annular surfaces (43, 44, 45, 46) arranged concentrically with respect to one another and arranged in relation to the optical axis (5). The surface (43) is the surface furthest from the optical axis (5) and the surface (46) is the surface closest to the optical axis (5). The inner diameter of an outer surface (43, 44, 45) corresponds, for example, to the outer diameter of the next inner surface (44, 45, 46). The transitions between the stages are hollow cylinders (47, 48, 49), the axes of which coincide with the optical axis (5) of the lighting unit. The outermost (43) of the annular surfaces (43-46) adjoins the outer surface (28) of the paraboloid stump (24). The size of this area Before (43) is about 29% of the cross section of the light exit side (22). The second light exit surface (44), its area is about 24% of the cross section of the light exit side (22), is offset from the first light exit surface (43) by about 6% of the length of the light guide body (20) in the direction of the light source (10). The area of the third light exit surface (45) is approximately 16% of the cross section of the light exit side (22). This surface (45) is offset by approximately 22% of the length of the light-guiding body (20) relative to the second light-emitting surface (44) in the direction of the light source (10). The fourth light exit surface (46) is arranged offset by a further 13% of the length of the light guide body (20) in the direction of the light source (10). Their area is, for example, 14% of the cross-sectional area of the light exit side (22). This fourth annular light exit surface (46) delimits a further hollow cylinder (53), the length of which is approximately 14% of the length of the light guide body (20). The bottom of this hollow cylinder (53) is formed by the fillet (41) and the optical lens (27) surrounded by it. The fillet (41) has a rectangular cross section. Its base area (42), which is arranged normal to the optical axis (5) of the lighting unit, is approximately 3% of the cross-sectional area of the light exit side (22). The optical lens (27) is, for example, a converging lens (27) in the form of a Fresnel lens. This is a flat lens (27) which comprises a plurality of, for example, concentric sections of a converging lens (27). Their area projected onto a plane normal to the optical axis (5) of the lighting unit is approximately 14% of the area of the light exit side (22). The distance between the base surface (26) of the converging lens (27) and the light source (10) is approximately 38% of the length of the light guide body (20). The focal point (33) of the converging lens (27) lies between the light source (10) and the converging lens (27). In this embodiment, the maximum wall thickness of the workpiece is approximately 40% of the length of the light guide body.

Die Herstellung dieser Beleuchtungseinheit kann ein- oder zweistufig erfolgen. Bei einer zweistufigen Herstellung kann beispielsweise in einem ersten Fertigungsschritt der Elektro- nikschutzkörper (14) erzeugt werden. Im zweiten Fertigungsschritt wird dieser dann zur Erzeugung des Lichtleitkörpers (20) umspritzt. Auch bei dieser Beleuchtungseinheit kön- nen die Lichtaustrittsflächen innerhalb enger Toleranzen genau hergestellt werden.This lighting unit can be manufactured in one or two stages. In the case of a two-stage production, the electronic protective body (14) can be produced in a first manufacturing step, for example. In the second manufacturing step, this is then extrusion-coated to produce the light-guiding body (20). With this lighting unit, too, the light exit surfaces can be produced precisely within narrow tolerances.

Beim Betrieb dieser Beleuchtungseinheit werden die aus der Leuchtdiode (10) emittierten Lichtstrahlen (61, 62) entweder in Richtung der Fresnellinse (27) oder in Richtung der Mantelfläche (28) geleitet. Beim Durchtritt durch die Fresnellinse (27) werden die Lichtstrahlen (61) beispielsweise derart gebrochen, dass sie in der Umgebung (1) parallel liegen. Die Lichtstrahlen (62) werden an der Mantelfläche (28) reflek- tiert und treten ungebrochen als parallele Lichtstrahlen (62) in die Umgebung (1) .When this lighting unit is in operation, the light beams (61, 62) emitted from the light-emitting diode (10) are guided either in the direction of the Fresnel lens (27) or in the direction of the lateral surface (28). When passing through the Fresnel lens (27), the light beams (61) are refracted, for example, in such a way that they are parallel in the environment (1). The light rays (62) are reflected on the lateral surface (28) and enter the environment (1) unbroken as parallel light rays (62).

Die Figur 3 zeigt eine Beleuchtungseinheit mit zwei Lichtquellen (10) und einem Lichtleitkörper (20) in der Gestalt eines Paraboloidstumpfes (24) . Die Lichtquellen (10) sind auch hier beispielsweise Leuchtdioden. Sie sind z.B. außerhalb des Brennpunktes des Lichtleitkörpers (20) an dessen kleiner Stirnseite (21) angeordnet. Der Aufbau des Lichtleitkörpers (20) ist ähnlich dem Aufbau des in Figur 2 dargestellten Lichtleitkörpers (20) . Die Mantelfläche (28) des Lichtleitkörpers (20) ist beispielsweise verspiegelt.FIG. 3 shows an illumination unit with two light sources (10) and a light guide body (20) in the shape of a paraboloid stump (24). Here, too, the light sources (10) are, for example, light-emitting diodes. They are e.g. arranged outside the focal point of the light guide body (20) on its small end face (21). The structure of the light guide body (20) is similar to the structure of the light guide body (20) shown in FIG. The lateral surface (28) of the light guide body (20) is mirrored, for example.

Ein Teil der von den Lichtquellen (10) emittierten Lichtstrahlen (61, 62) durchtritt die Fresnellinse (27), ein anderer Teil wird an der Mantelfläche (28) des Lichtleitkörpers (20) reflektiert. Beim Durchtritt durch die Fresnellinse (27) bzw. die Lichtaustrittsflächen (43 - 46) werden die Lichtstrahlen (61, 62) gebrochen.Some of the light beams (61, 62) emitted by the light sources (10) pass through the Fresnel lens (27), another part Part is reflected on the outer surface (28) of the light guide body (20). When passing through the Fresnel lens (27) or the light exit surfaces (43 - 46), the light rays (61, 62) are refracted.

In der Figur 4 ist eine Beleuchtungseinheit mit zwei Lichtleitkörpern (20) und einer Lichtquelle (10) dargestellt. Die beiden Lichtleitkörper (20) haben die Gestalt von in einer Mittenlängsebene geschnittenen Rotationsparaboloiden, vgl. Fi- gur 2. Diese gedachte Schnittebene ist eine Planfläche (35). Die beiden Lichtleitkörper (20) sind spiegelbildlich zueinander angeordnet, wobei die kleineren Stirnflächen (21) der beiden Lichtleitkörper (20) aneinander liegen. In der Trennfuge ist die Lichtquelle (10) angeordnet. Beide Lichtleitkör- per (20) umgeben die Lichtquelle (10) jeweils zur Hälfte.FIG. 4 shows an illumination unit with two light guide bodies (20) and a light source (10). The two light guide bodies (20) have the shape of rotational paraboloids cut in a central longitudinal plane, cf. Figure 2. This imaginary sectional plane is a flat surface (35). The two light guide bodies (20) are arranged in mirror image to one another, the smaller end faces (21) of the two light guide bodies (20) abutting one another. The light source (10) is arranged in the parting line. Both light-guiding bodies (20) surround the light source (10) in half.

Beim Betrieb der Beleuchtungseinheit treffen die von der Lichtquelle (10) emittierten Lichtstrahlen auf die Sammellinse (27) , auf die Planfläche (35) und auf die Mantelflä- ehe (28) der beiden Lichtleitkörper (20) . Je nach Auftreffwinkel werden sie reflektiert oder durchdringen die Grenzfläche.When the lighting unit is in operation, the light beams emitted by the light source (10) strike the converging lens (27), the flat surface (35) and the lateral surface (28) of the two light guide bodies (20). Depending on the angle of incidence, they are reflected or penetrate the interface.

Eine derartige Beleuchtungseinheit kann z.B. als Begrenzungsleuchte eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden. Sie liegt dann beispielsweise mit der Planfläche (35) auf der Karosserie auf. Das Licht wird dann z.B. sowohl nach vorne als auch nach hinten abgestrahlt.Such a lighting unit can e.g. can be used as a position lamp of a motor vehicle. It then lies, for example, with the flat surface (35) on the body. The light is then e.g. radiated both forward and backward.

In allen Ausführungsbeispielen kann der Lichtleitkörper (20) z.B. auch ein elliptischer Paraboloid sein oder eine andere Gestalt aufweisen. Auch kann die Mantelfläche (28) unstetige Bereiche haben. Die Lichtaustrittsflächen (43 - 46) können auch geneigt gegenüber der optischen Achse (5) der Beleuchtungseinheit angeordnet sein. Jede Lichtaustrittsfläche (43 - 46) kann aus vielen einzelnen, beispielsweise aneinander angrenzenden Flächenele- menten zusammengesetzt sein. Das einzelne Flächenelement ist dann z.B. ein Oberflächenbereich eines gekrümmten Raumkörpers. Die Flächenelemente können Oberflächenbereiche von Ellipsoi- den, Tonnen, Zylindern, Kegeln, Toren, oder anderen beliebig gekrümmten Raumkörpern sein. Sie können auch Oberflächenberei- ehe von Kombinationen verschiedener Körper sein sowie stetige und unstetige Bereiche aufweisen, etc. Diese einzelnen Flächenelemente sind dann z.B. regelmäßig karthesisch auf der Lichtaustrittsfläche (43 - 46) angeordnet.In all exemplary embodiments, the light-guiding body (20) can, for example, also be an elliptical paraboloid or have another shape. The lateral surface (28) can also have discontinuous areas. The light exit surfaces (43 - 46) can also be arranged inclined with respect to the optical axis (5) of the lighting unit. Each light exit surface (43 - 46) can be composed of many individual, for example adjacent surface elements. The individual surface element is then, for example, a surface area of a curved spatial body. The surface elements can be surface areas of ellipsoids, barrels, cylinders, cones, gates, or other arbitrarily curved spatial bodies. They can also be surface areas of combinations of different bodies and have continuous and discontinuous areas, etc. These individual surface elements are then, for example, regularly arranged in a cartesian manner on the light exit surface (43-46).

Die optische Linse (27) kann auch eine Streulinse, eine Planlinse, etc. sein. Sie kann Bereiche unterschiedlicher Krümmung aufweisen. Beispielsweise kann die optische Linse (27) regelmäßig oder unregelmäßig angeordnete, aneinander angrenzende Flächenelemente aufweisen, die z.B. Oberflächenbereiche ge- krümmter Raumkörper sind. Der Brennpunkt (33) der optischen Linse (27) kann zwischen der Linse (27) und der Lichtquelle (10) liegen, er kann aber auch außerhalb dieses Bereiches angeordnet sein.The optical lens (27) can also be a diffusion lens, a plane lens, etc. It can have areas of different curvature. For example, the optical lens (27) can have regularly or irregularly arranged, adjoining surface elements, e.g. Surface areas are curved spatial bodies. The focal point (33) of the optical lens (27) can lie between the lens (27) and the light source (10), but it can also be arranged outside this area.

Statt einer Leuchtdiode (10) kann die Beleuchtungseinheit auch eine oder mehrere andere Lichtquellen wie z.B. eine Laserdiode, Halogenleuchte, Glühbirne etc. umfassen.Instead of a light emitting diode (10), the lighting unit can also have one or more other light sources such as include a laser diode, halogen lamp, light bulb, etc.

Selbstverständlich sind auch weitere Kombinationen der in den Ausführungsbeispiele dargestellten Komponenten denkbar. Bezugszeichenliste :Of course, further combinations of the components shown in the exemplary embodiments are also conceivable. Reference symbol list:

1 Umgebung, Luft 5 optische Achse1 environment, air 5 optical axis

10 Lichtquelle, Leuchtdiode10 light source, LED

12 elektrische Anschlüsse12 electrical connections

13 lichtemittierender Chip 14 Elektronikschutzkörper13 light-emitting chip 14 electronic protective body

15 Sockel15 bases

20 Lichtleitkörper20 light guide bodies

21 kleinere Stirnseite von (20) 22 größere Stirnseite von (20) , Lichtaustrittsseite21 smaller end face of (20) 22 larger end face of (20), light exit side

23 Übergangskante zwischen (24) und (25)23 transition edge between (24) and (25)

24 Paraboloidstumpf24 paraboloid stump

25 Sockel25 bases

26 Grundfläche von (27) 27 optische Linse, Sammellinse, Fresnellinse26 base of (27) 27 optical lens, converging lens, Fresnel lens

28 Außenfläche von (20) , Mantelfläche28 outer surface of (20), outer surface

29 Punkt von (28)29 point from (28)

31 Grenzfläche zwischen (20) und (1)31 interface between (20) and (1)

33 Brennpunkt von (27)33 focus of (27)

34 Begrenzungskante34 boundary edge

35 Planfläche35 flat surface

36 Anlageflansch36 contact flange

37 zylindrischer Abschnitt37 cylindrical section

38 Fließkerbe38 flow notch

39 Kerbgrund39 notch reason

41 Hohlkehle Kehlgrund, Grundfläche von (41) ringförmige Fläche ringförmige Fläche ringförmige Fläche ringförmige Fläche Hohlzylinder Hohlzylinder Hohlzylinder41 fillet Throat, base area of (41) annular surface annular surface annular surface annular surface hollow cylinder hollow cylinder hollow cylinder

Übergangskehle Übergangskehle HohlzylinderTransition throat transition throat hollow cylinder

Lichtstrahlen durch (27) Lichtstrahlen Lichtstrahlen Rays of light through (27) Rays of light Rays of light

Claims

Patentansprüche: claims: 1. Beleuchtungseinheit mit mindestens einer Lichtquelle (10) und mindestens einem der Lichtquelle (10) nachgeschaltetem Lichtleitkörper (20) , der mindestens eine der Lichtquelle (10) abgewandte Lichtaustrittsseite (22) hat, wobei die Lichtaustrittsseite (22) mindestens eine optische Linse (27) umfasst, die von einer Hohlkehle (41) begrenzt ist und von zumindest einer ringförmigen Fläche (43 - 46) umgeben ist.1. Illumination unit with at least one light source (10) and at least one light guide body (20) connected downstream of the light source (10), which has at least one light exit side (22) facing away from the light source (10), the light exit side (22) having at least one optical lens ( 27), which is delimited by a groove (41) and is surrounded by at least one annular surface (43 - 46). 2. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der optischen Linse (27) und der Lichtquelle (10) etwa der Hälfte der Länge des Lichtleitkörpers (20) beträgt.2. Lighting unit according to claim 1, characterized in that the distance between the optical lens (27) and the light source (10) is approximately half the length of the light guide body (20). 3. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Linse eine Sammellinse (27) ist.3. Lighting unit according to claim 1, characterized in that the optical lens is a converging lens (27). 4. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Leuchtdiode (10) umfasst.4. Lighting unit according to claim 1, characterized in that the light source comprises a light emitting diode (10). 5. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitkörper (20) die Lichtquelle (10) zumindest bereichsweise umgibt. 5. Lighting unit according to claim 1, characterized in that the light guide body (20) surrounds the light source (10) at least in regions. 6. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (28) des Lichtleitkörpers (20) zumindest bereichsweise die Gestalt eines Paraboloidstumpfes hat.6. Lighting unit according to claim 1, characterized in that the lateral surface (28) of the light guide body (20) at least in regions has the shape of a parabolic frustum. 7. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleitkörper (20) eine Fließkerbe (18) aufweist.7. Lighting unit according to claim 1, characterized in that the light guide body (20) has a flow notch (18). 8. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine ringförmige Fläche (43 - 46) der Lichtaustrittsseite (22) eine plane Fläche ist, die die opti- sehe Linse (27) konzentrisch umgibt.8. Lighting unit according to claim 1, characterized in that at least one annular surface (43-46) of the light exit side (22) is a flat surface which concentrically surrounds the optical lens (27). 9. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtaustrittsseite (22) mindestens zwei ge- stufte, ringförmige, plane Flächen (43 - 46) umfasst.9. Lighting unit according to claim 8, characterized in that the light exit side (22) comprises at least two stepped, annular, flat surfaces (43-46). 10. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquelle (10) zwei Lichtleitkörper (20) nach- geschaltet sind, deren Lichtaustrittsseiten (22) in unterschiedliche Richtungen zeigen.10. Lighting unit according to claim 1, characterized in that the light source (10) is followed by two light guide bodies (20), the light exit sides (22) of which point in different directions. 11. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass die optische Linse (27) und/oder mindestens eine Lichtaustrittsfläche (43 - 46) Flächenelemente aufweist, die Oberflächenbereiche gekrümmter Raumkörper sind. 11. Lighting unit according to claim 1, characterized in that the optical lens (27) and / or at least one light exit surface (43-46) has surface elements which are surface areas of curved spatial bodies.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7410275B2 (en) * 2004-09-21 2008-08-12 Lumination Llc Refractive optic for uniform illumination
JP5523204B2 (en) * 2010-05-26 2014-06-18 株式会社小糸製作所 Vehicle lighting
DE102010062900A1 (en) 2010-12-13 2012-06-14 Evonik Röhm Gmbh Process for producing light-conducting bodies and their use in lighting units
US8427877B2 (en) 2011-02-11 2013-04-23 Freescale Semiconductor, Inc. Digital method to obtain the I-V curves of NVM bitcells
CN103899941A (en) * 2012-12-29 2014-07-02 欧普照明股份有限公司 Lighting lamp
AT513887B1 (en) * 2013-01-22 2016-11-15 Din - Dietmar Nocker Facilitymanagement Gmbh Information board, in particular for an emergency lighting system
WO2014128606A1 (en) * 2013-02-19 2014-08-28 Koninklijke Philips N.V. An arrangement comprising an optical device and a reflector
CN104100846A (en) * 2013-04-02 2014-10-15 欧普照明股份有限公司 Lighting lamp
DE102013005988A1 (en) * 2013-04-08 2014-10-09 Emz-Hanauer Gmbh & Co. Kgaa Electric home appliance with lighted interior
US20140362581A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Tom Kim Light emitting diode assembly with an internal protrusion providing refraction and heat transfer
CN105674213B (en) * 2014-02-24 2018-10-30 京东方光科技有限公司 A kind of light guide and source of parallel light lighting device

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2215900A (en) * 1939-10-28 1940-09-24 Ralph E Bitner Catadioptrical lens
DE1183455B (en) * 1962-04-19 1964-12-17 Licentia Gmbh Headlights, especially for airport ground lights that can be rolled over
DE2201574A1 (en) * 1972-01-13 1973-07-19 Siemens Ag SIGNAL LIGHT
US4767172A (en) * 1983-01-28 1988-08-30 Xerox Corporation Collector for an LED array
EP0117606A1 (en) * 1983-01-28 1984-09-05 Xerox Corporation Collector for a LED array
US4698730A (en) * 1986-08-01 1987-10-06 Stanley Electric Co., Ltd. Light-emitting diode
US5173810A (en) * 1991-08-21 1992-12-22 Aisens Co., Ltd. Light transmitting lens for use with a photoelectric sensor
EP1045193A1 (en) * 1999-04-13 2000-10-18 MCDERMOTT, Kevin F. Lighting device for concentrating axial light with an angled converging reflector
JP2001229710A (en) * 2000-02-18 2001-08-24 Stanley Electric Co Ltd Lights for heavy-duty vehicles
US20020085390A1 (en) * 2000-07-14 2002-07-04 Hironobu Kiyomoto Optical device and apparatus employing the same
TW552726B (en) * 2001-07-26 2003-09-11 Matsushita Electric Works Ltd Light emitting device in use of LED
FR2836208B1 (en) * 2002-02-21 2004-09-03 Valeo Vision SIGNALING LIGHT COMPRISING AN OPTICAL PART PROVIDING AN AUTONOMOUS SIGNALING FUNCTION
AU2003234815A1 (en) * 2002-05-17 2003-12-02 Ccs Inc. Light emitting diode and method for fabricating the same
US6981784B2 (en) * 2002-05-30 2006-01-03 Gelcore, Llc Side projecting LED signal
US6724543B1 (en) * 2002-10-23 2004-04-20 Visteon Global Technologies, Inc. Light collection assembly having mixed conic shapes for use with various light emitting sources

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2005022031A2 *

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JP2007504602A (en) 2007-03-01
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