DE29721892U1 - Optical fiber with radial light coupling - Google Patents
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Description
Diemer & Fastenrath 08.12.1997Diemer & Fastenrath 08.12.1997
Worthstrasse 16
58511 LüdenscheidtWorthstrasse 16
58511 Lüdenscheid
Die Erfindung betrifft einen Lichtwellenleiter, insbesondere zur Beleuchtung innerhalb von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem polymeren Lichtleitkörper in dem das von einer Lichtquelle stirnseitig eingespeiste Licht durch Totalreflektion an den Grenzflächen seines Umfanges transportiert und aus dem das Licht durch partielle Unterbrechung der Totalreflektion quer zur Transportrichtung des Lichtes ausgekoppelt wird.The invention relates to an optical waveguide, in particular for lighting inside motor vehicles, consisting of a polymer light guide body in which the light fed in from the front by a light source is transported by total reflection at the boundary surfaces of its circumference and from which the light is coupled out by partial interruption of the total reflection transverse to the transport direction of the light.
Ein wesentliches, doch keineswegs das einzige Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Beleuchtung innerhalb von Kraftfahrzeugen. Sie dient der komfortablen Bedienung von Schaltern und der guten Ablesbarkeit der Armaturen und ermöglicht dem Fahrer sowie den Fahrzeuginsassen die nötige Orientierung. Oft dient die Beleuchtung im Fahrzeug auch unmittelbar der Sicherheit der Insassen, z.B. im Zusammenhang mit der Beleuchtungen von Türgriffen und Sicherheitsgurtschlössern, deren schnelles Auffinden im Dunkeln vor allem bei einem Unfall lebenswichtig seien kann.An important, but by no means the only, area of application of the present invention is lighting inside motor vehicles. It serves to make switches easy to operate and the instruments easy to read, and it gives the driver and the vehicle occupants the necessary orientation. The lighting in the vehicle often also directly serves the safety of the occupants, e.g. in connection with the lighting of door handles and seat belt buckles, the quick location of which in the dark can be vital, especially in the event of an accident.
Die moderne Lichtleittechnik ermöglicht eine gehobenen Ansprüchen gerecht werdende Beleuchtung. Basis dieser Technik sind Lichtwellenleiter aus Glas oder Kunststoff, mit denen Licht von einer eingangseitig angekoppelten Lichtquelle zu einer Beleuchtungsstelle transportiert werden kann. Die stirnseitig eintretenden Lichtstrahlen werden oberhalb eines bestimmten materialspezifischen Brechungswinkels durch Totalreflektion an der Grenzfläche zwischen dem Lichtleitkörper und einem ihn umgebenden MediumModern light guide technology enables lighting that meets high demands. This technology is based on optical fibers made of glass or plastic, with which light can be transported from a light source connected to the input side to a lighting point. The light rays entering at the front are reflected above a certain material-specific angle of refraction by total reflection at the interface between the light guide body and a surrounding medium.
mit einer geringeren Brechungszahl (Deckschicht und/oder Luft) innerhalb des Lichtwellenleiters transportiert.with a lower refractive index (cover layer and/or air) within the optical waveguide.
Während zur Datenübertragung hauptsächlich Glasfaser-Lichtwellenleiter verwendet werden, bevorzugt man zu Beleuchtungszwecken Polymer-Lichtwellenleiter, die wegen ihrer Unempfindlichkeit gegen Stöße und Bewegungen und weil sie flexibel verlegbar besonders in Fahrzeugen vorteilhaft einsetzbar sind. Aufgrund der beschriebenen Eigenschaften und weil der Platzbedarfs dieser Lichtwellenleiter gering ist, ist in den meisten Fällen die Verlegung selbst an schwierig erreichbare Stellen problemlos möglich.While glass fiber optic cables are mainly used for data transmission, polymer optical fibers are preferred for lighting purposes, which are particularly advantageous for use in vehicles due to their insensitivity to shocks and movements and because they can be installed flexibly. Due to the properties described and because these optical fibers require little space, in most cases they can be installed without any problems, even in places that are difficult to reach.
Auf dem Verlegeweg eines von einer Lichtquelle gespeisten flexiblen Lichtwellenleiters können sogar mehrere Beleuchtungsstellen abgegriffen werden, so daß statt Glühlampen hinter jedem Schalter oder jedem Symbol jetzt wenige Lichtwellenleiter diese Aufgaben übernehmen. Ein Abgreifen der Beleuchtungsstellen ist durch partielle Unterbrechung der Totalreflektion im Lichtwellenleiter, z.B. durch örtliches mechanisches Verändern oder Entfernen der reflektierenden Deckschicht eines ummantelten Lichtwellenleiters auf dessen gesamten Umfang möglich. Man spricht bei diesem Verfahren von der "Aktivierung" des Lichtwellenleiters. Mit einem aktivierten Lichtwellenleiter läßt sich z.B. ein Frontpanel mit mehreren Schiebereglern in der Armaturentafel eines Kraftfahrzeuges versorgen.Several lighting points can even be tapped along the route of a flexible optical fiber fed by a light source, so that instead of light bulbs behind each switch or symbol, a few optical fibers now take on these tasks. The lighting points can be tapped by partially interrupting the total reflection in the optical fiber, e.g. by locally mechanically changing or removing the reflective cover layer of a coated optical fiber over its entire circumference. This process is referred to as "activating" the optical fiber. An activated optical fiber can, for example, supply a front panel with several slide controls in the dashboard of a motor vehicle.
Durch "Aktivierung" eines größeren Längenabschnittes eines Lichtwellenleiters
läßt sich auch eine Konturbeleuchtung beliebiger Symbole darstellen, indem der Lichtwellenleiter in seiner "aktivierten" Länge durch allseitig radiale
Lichtaustragung zum Leuchten gebracht wird. Zur Verstärkung seines Lichtaustrages ist der allseitig diffus leuchtende Lichtwellenleiter auf einem
weißen Reflektor fixiert.
30By "activating" a larger length of an optical fiber, contour lighting of any symbol can be created by making the optical fiber light up in its "activated" length by emitting light radially on all sides. To increase its light output, the optical fiber, which emits diffuse light on all sides, is fixed to a white reflector.
30
Bei der Anordnung von Lichtwellenleitern generell und besonders bei der Anordnung im Innenraum von Fahrzeugen besteht häufig die Forderung, daß mit dem ausgetragenen Licht einerseits eine ausreichende Beleuchtung des zu erhellenden Objektes sichergestellt ist, doch andererseits das Licht blendfrei, z.B. den Fahrer des Kraftfahrzeuges nicht behindernd, austritt. In GebäudenWhen arranging optical fibers in general and especially when arranging them in the interior of vehicles, there is often a requirement that the emitted light ensures sufficient illumination of the object to be illuminated, but that the light is emitted without glare, e.g. without hindering the driver of the vehicle. In buildings
werden solche Anforderungen lichttechnisch zumeist dadurch erfüllt, daß man das zu beleuchtende Objekt indirekt beleuchtet, d.h. durch Auflicht erhellt und dabei die Lichtquelle für den Betrachter unsichtbar anordnet.Such requirements are usually met in terms of lighting technology by indirectly illuminating the object to be illuminated, i.e. by illuminating it with incident light and arranging the light source so that it is invisible to the observer.
Lichtwellenleiter sind, wenn überhaupt, für Auflichtbeleuchtung aber bislang nur dann verwendbar, wenn das aus dem Lichtwellenleiter stirnseitig ausgekoppelte Licht in Spiegeln oder Prismen gegebündelt und gezielt auf das zu beleuchtende Objekt gestrahlt wird.However, optical fibers can currently only be used for incident light illumination if the light coupled out of the optical fiber at the front is bundled in mirrors or prisms and beamed specifically onto the object to be illuminated.
Ein solches Lichtleitsystem ist in dem Aufsatz von D. Decker: "CELIS-Ein Konzept für PKW-Innenraumbeleuchtung mit Lichtleittechnik", erschienen in der Fachzeitschrift ATZ, Ausgabe 7/8/1995, beschrieben. Die Fig. 1 dieser Veröffentlichung zeigt, wie u.a. die Innenraumleuchte des Fahrzeuges über einen flexiblen Lichtwellenleiter gespeist wird. Das aus dem Lichtwellenleiter austretende Licht wird mit einer nicht näher beschriebene Optik und mit Hilfe zugeordneter reflektierender Prismen gebündelt und aus dem Lichtwellenleiter abgestrahlt.Such a light guide system is described in the article by D. Decker: "CELIS - A concept for car interior lighting with light guide technology", published in the specialist magazine ATZ, issue 7/8/1995. Fig. 1 of this publication shows how, among other things, the interior light of the vehicle is fed via a flexible optical fiber. The light emerging from the optical fiber is bundled with an unspecified optic and with the help of associated reflective prisms and emitted from the optical fiber.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß die notwendige Optik und die
erforderlichen Prismen gerade den Vorteil des geringen Platzbedarfs der
Lichtwellenleiter gegenüber herkömmlichen Beleuchtungskörpern zunichte machen. Dadurch ist der Einbau einer Auflicht-Beleuchtung mit
Lichtwellenleitern auf solche Anwendungen beschränkt, beim denen es auf einen geringen Einbauraum nicht ankommt, z.B. als Innenbeleuchtung oder
Leselampe in Kraftfahrzeugen. Weitere denkbare Anwendungen, z.B. zur blendfreien Beleuchtung von Eingangsstufen, Türgriffen, Türverriegelungen
oder Gurtschlössern scheiden aus Platzgründen aus oder müssen durch direkt hinterleuchtete Objekte ersetzt werden, wodurch die beschriebene Blendgefahr
auftritt.
30 The disadvantage of this solution is that the necessary optics and prisms negate the advantage of the small space requirement of the fiber optic cables compared to conventional lighting fixtures. This means that the installation of incident lighting with fiber optic cables is limited to applications where a small installation space is not important, e.g. as interior lighting or reading lights in motor vehicles. Other conceivable applications, e.g. for glare-free lighting of entrance steps, door handles, door locks or seat belt buckles, are ruled out due to space constraints or have to be replaced by directly backlit objects, which creates the glare risk described.
30
Auch die zuvor beschriebenen "aktivierten" Lichtwellenleiter mit allseitig radialem Lichtaustrag sind nicht geeignet, Objekte der beschriebenen Art, wie z.B. Türgriffe mit Auflicht zu beleuchten; denn ihre Lichtintensität reicht über die Verwendung als Konturbeleuchtung hinaus nicht aus. Für eineThe previously described "activated" optical fibers with radial light output on all sides are also not suitable for illuminating objects of the type described, such as door handles, with incident light; because their light intensity is not sufficient for use beyond contour lighting.
Auflichtbeleuchtung, also das Anleuchten von Objekten ist der bekannte, das Licht diffus auskoppelnde Lichtwellenleiter unbrauchbar.For incident light illumination, i.e. illuminating objects, the well-known optical waveguide, which diffuses the light, is unusable.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Lichtwellenleiter mit radialem Lichtaustrag unter Verzicht auf Prismen oder Optiken unmittelbar zur Auflicht-Beleuchtung von Objekten, insbesondere im Inneren von Kraftfahrzeugen anwendbar zu machen. Dabei sollen die vorstehend aufgezeigten Vorteile der Lichtwellenleittechnik erhalten bleiben, der Einbau soll flexibel, platzsparend und blendfrei möglich sein, die Lichtintensität soll ausreichend groß und die Lichtwellenleiter sollen preisgünstig herstellbar sein.The aim of the present invention is therefore to make the known optical waveguides with radial light output directly applicable for incident light illumination of objects, in particular inside motor vehicles, without the need for prisms or optics. The advantages of optical waveguide technology outlined above should be retained, installation should be flexible, space-saving and glare-free, the light intensity should be sufficiently high and the optical waveguides should be inexpensive to manufacture.
Zur Lösung der Aufgabe wird, ausgehend von bekannten Lichtwellenleiter mit polymeren Lichtleitkörpern, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Oberfläche des Lichtwellenleiters teilweise aufgerauht ist und das an der Innenseite der aufgerauhten Oberfläche reflektierte Licht auf der der aufgerauhten Oberfläche gegenüberliegenden Seite des Lichtwellenleiters austritt.To solve the problem, based on known optical waveguides with polymeric light guide bodies, it is proposed according to the invention that the surface of the optical waveguide is partially roughened and the light reflected on the inside of the roughened surface exits on the side of the optical waveguide opposite the roughened surface.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß durch die Aufrauhung der Oberfläche des Lichtwellenleiters eine Reflektion des Lichtes in der Weise erfolgt, daß der Lichtaustrag nicht wie beim "aktivierten" Lichtwellenleiter auf der aktivierten Seite des Lichtwellenleiters mit difusem Licht erfolgt, sondern auf der der abgetragenen Oberfläche unmittelbar gegenüberliegenden Seite mit unerwartet hoher Lichtausbeute.Surprisingly, it has been found that roughening the surface of the optical waveguide results in a reflection of the light in such a way that the light is not emitted on the activated side of the optical waveguide with diffuse light, as is the case with the "activated" optical waveguide, but rather on the side directly opposite the abraded surface with an unexpectedly high light output.
Besonders günstig ist es, wenn der Lichtwellenleiter aus einer mit einer Deckschicht ummantelten flexiblen Faser besteht, deren Deckschicht auf einem Teil ihres Umfangs entfernt ist und deren unter der entfernten Deckschicht freigelegte Oberfläche aufgerauht ist, wobei das an der Innenseite der aufgerauhten Oberfläche reflektierte Licht auf der der aufgerauhten Oberfläche diametral gegenüberliegenden Seite des Lichtwellenleiters durch die Deckschicht austritt. Die so bearbeitete flexible Faser ist besonders gut zur Verlegung in Kraftfahrzeugen geeignet, weil sie mit geringem Querschnitt bewegungsunempfindlich und in engen Radien auch an unzugängliche Stellen verlegt werden kann.It is particularly advantageous if the optical waveguide consists of a flexible fiber coated with a cover layer, the cover layer of which has been removed over part of its circumference and the surface of which is exposed under the removed cover layer and is roughened, whereby the light reflected on the inside of the roughened surface exits through the cover layer on the side of the optical waveguide diametrically opposite to the roughened surface. The flexible fiber processed in this way is particularly well suited for installation in motor vehicles because it has a small cross-section and is insensitive to movement and can be installed in tight radii even in inaccessible places.
Erstmals eignet sich ein Lichtwellenleiter der beschriebenen Art auch zur Erzeigung eines Lichtvorhanges; denn wenn nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ein der gewünschten Länge des Lichtvorhanges entsprechender Längenabschnitt des Lichtwellenleiters aufgerauht ist, so verläßt das Licht gerichtet und über die Länge des entsprechend bearbeiteten Lichtwellenleiters verteilt, diesen als Lichtvorhang, ohne das zusätzliche Mittel zur Bündelung und Leitung des Lichtes in Form von Prismen oder Spiegeln erforderlich sindFor the first time, an optical waveguide of the type described is also suitable for producing a light curtain; because if, according to a preferred feature of the invention, a length section of the optical waveguide corresponding to the desired length of the light curtain is roughened, the light leaves the optical waveguide in a directed manner and distributed over the length of the correspondingly processed optical waveguide, forming a light curtain, without the need for additional means for bundling and guiding the light in the form of prisms or mirrors.
Vorzugsweise macht der aufgerauhte Umfangsbereich des Lichtwellenleiters weniger als die Hälfte des Gesamtumfanges aus .Preferably, the roughened peripheral area of the optical waveguide is less than half of the total circumference.
Am Einfachsten erfolgt das Aufrauhen der Oberfläche des Lichtwellenleiters durch mechanische abtragende Bearbeitung. Die Bearbeitung ist mit einfachen Mitteln möglich und damit kostengünstig durchzuführen.The easiest way to roughen the surface of the optical fiber is through mechanical abrasive processing. The processing can be carried out using simple means and is therefore cost-effective.
Ein erfindungsgemäß gestalteter Lichtwellenleiter kann mit ausreichender Lichtintensität zur Auflicht-Beleuchtung von Objekten eingesetzt werden, ohne daß das Licht mit Prismen oder Optiken gebündelt oder verstärkt werden muß.An optical waveguide designed according to the invention can be used with sufficient light intensity for incident illumination of objects without the light having to be bundled or amplified with prisms or optics.
Mit der Erfindung wurde eine preiswerte, außergewöhnlich effektive Beleuchtung geschaffen, die auf engstem Raum zur blendfreien indirekten Beleuchtung vielfältig eingesetzt werden kann. Ein erfindungsgemäßeir Lichtwellenleiter, beispielsweise in einer Fahrzeugtür oberhalb des Türgriffes verdeckt eingebaut, kann den Türgriff indirekt beleuchten und durch das Auflicht dessen Kontur hervorheben, ohne daß eine Blendung der Fahrzeuginsassen zu befürchten ist. Vielfältige weitere Anwendungen sind denkbar. So z.B. als indirekte Beleuchtung von Treppenstufen oder ähnlichen Objekten.The invention has created an inexpensive, exceptionally effective lighting system that can be used in a variety of ways to provide glare-free indirect lighting in the tightest of spaces. An optical fiber according to the invention, for example installed concealed in a vehicle door above the door handle, can illuminate the door handle indirectly and highlight its contours with the incident light without having to fear dazzling the vehicle occupants. A wide range of other applications are conceivable. For example, as indirect lighting of steps or similar objects.
Nach einem günstigen Merkmal der Erfindung verläuft zur Erzeugung eines Lichtvorhanges die aufgerauhte Oberfläche parallel zur Längsachse des Lichtwellenleiters. Durch Bearbeitung des Lichtwellenleiters in seiner Längsrichtung läßt sich die Austragrichtung des Lichtvorhanges exakt bestimmen, wobei nach einem weiteren ausgestaltenden Merkmal derAccording to a favorable feature of the invention, the roughened surface runs parallel to the longitudinal axis of the optical waveguide to produce a light curtain. By processing the optical waveguide in its longitudinal direction, the discharge direction of the light curtain can be determined exactly, whereby according to a further design feature of the
Erfindung die Austragbreite des Vorhanges durch Verändern der Breite des abgetragenen Oberflächenbereiches veränderbar ist.Invention the discharge width of the curtain can be changed by changing the width of the removed surface area.
In einer günstigen Ausführung der Erfindung ist die abgetragene Außenoberfläche plan; es hat sich herausgestellt, daß dann die Lichtausbeute besonders günstig und die Ausbildung des Lichtvorhanges besonders exakt ist.In a favorable embodiment of the invention, the removed outer surface is flat; it has been found that the light output is then particularly favorable and the formation of the light curtain is particularly precise.
Um die Montage des Lichtwellenleiters an seinem Bestimmungsort auch im unbeleuchteten Zustand vorzunehmen und trotzdem eine exakte Ausrichtung des Lichtvorhanges auf das zu beleuchtende Objekt vornehmen zu können ist es von Vorteil, wenn nach einem anderen Merkmal der Erfindung die abgetragene Außenoberfläche farbig markiert ist.In order to be able to mount the optical waveguide at its destination even when it is not illuminated and still align the light curtain precisely with the object to be illuminated, it is advantageous if, according to another feature of the invention, the removed outer surface is marked in color.
Als besonders günstig hat sich herausgestellt, die abgetragene Außenoberfläche weiß zu markieren. In diesem Fall wirkt die Markierung sowohl als Orientierungshilfe zum Ausrichten beim Einbau als auch als zusätzliche Reflektionsverstärkung beim Erzeugen des Lichtvorhanges.It has proven particularly advantageous to mark the removed outer surface in white. In this case, the marking acts both as an orientation aid for alignment during installation and as additional reflection reinforcement when creating the light curtain.
Um eine noch bessere Lichtausbeute zu erreichen, kann nach einem besonderen Merkmal der Erfindung der Lichtwellenleiter zwischen zwei beidendig angekoppelten Lichtquellen angeordnet werden. Als Lichtquellen können neben herkömmlichen Glühfadenlampen bevorzugt Leuchtdioden verwendet werden.In order to achieve an even better light output, according to a special feature of the invention, the optical waveguide can be arranged between two light sources coupled at both ends. In addition to conventional incandescent lamps, light-emitting diodes can preferably be used as light sources.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below. It shows:
Fig. 1 das Prinzip der Totalreflektion in einem Lichtwellenleiter,Fig. 1 the principle of total reflection in an optical fiber,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Lichtwellenleiter nach derFig. 2 a cross section through an optical waveguide according to the
Erfindung,Invention,
Fig. 3 einen aufgerauhten erfindungsgemäßen Lichtwellenleiter, Fig. 4 den Lichtwellenleiter nach Fig. 3 im Querschnitt,Fig. 3 shows a roughened optical waveguide according to the invention, Fig. 4 shows the optical waveguide according to Fig. 3 in cross section,
• · O »· O »
Fig. 5 den erfindungsgemäßen Lichtwellenleiter in einer Fahrzeugtür,Fig. 5 the optical waveguide according to the invention in a vehicle door,
Fig. 6 die Fahrzeugtür nach Fig. 5 im Querschnitt, 5Fig. 6 the vehicle door according to Fig. 5 in cross section, 5
Fig. 7 die Anwendung eines Lichtwellenleiters als Treppenbeleuchtung undFig. 7 the application of an optical fiber as stair lighting and
Fig. 8 eine Draufsicht auf dieTreppe nach Fig. 7Fig. 8 a top view of the staircase according to Fig. 7
Figur 1 zeigt in grob schematischer Darstellung den Querschnitt durch einen Lichtwellenleiter L, wie ihn die Erfindung anwendet. Der Lichtwellenleiter L besteht aus einer polymeren Faser, deren Kern 2 mit einer Deckschicht 1, dem so genannten Cladding, ummantelt ist. Der Lichtbrechungsindex der Deckschicht 1 ist geringer als der des polymeren Fasermaterials. Ein stirnseitig in den Kern 2 des Lichtwellenleiters eingespeister Lichtstrahl wird dadurch an der Trennschicht zwischen dem Deckschicht - und Fasermaterial reflektiert und in dem Kern 2 des Lichtwellenleiters L weitertransportiert, solange ein bestimmter kritischer Reflektionswinkel 3 nicht unterschritten wird. Bei einem polymeren Lichtwellenleiter L nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt beispielsweise der Aufnahmewinkel eines Lichtstrahles in der Faser 64°. Bei einem Brechungsindex des Kernmaterials von nD = 1,49 und des Mantelmaterials von &eegr; = 1,392 wird der Lichtstrahl in der dargestellten Weise abgelenkt und trifft unter dem Winkel von 69° auf die Trennschicht zwischen dem Deckschicht- und dem Fasermaterial auf. Bei kleineren Auftreffwinkeln findet keine Totalreflektion in der Faser mehr statt, das Licht tritt -mindestens teilweise- aus dem Lichtwellenleiter L aus.Figure 1 shows a rough schematic representation of the cross-section through an optical waveguide L, as used in the invention. The optical waveguide L consists of a polymer fiber, the core 2 of which is covered with a cover layer 1, the so-called cladding. The refractive index of the cover layer 1 is lower than that of the polymer fiber material. A light beam fed into the core 2 of the optical waveguide at the front is thereby reflected at the separating layer between the cover layer and fiber material and transported further in the core 2 of the optical waveguide L, as long as a certain critical reflection angle 3 is not undercut. In a polymer optical waveguide L according to the embodiment of the invention, for example, the angle of reception of a light beam in the fiber is 64°. With a refractive index of the core material of n D = 1.49 and of the cladding material of η = 1.392, the light beam is deflected in the manner shown and hits the separating layer between the cover layer and the fiber material at an angle of 69°. At smaller angles of incidence, total reflection in the fiber no longer takes place, and the light exits - at least partially - from the optical waveguide L.
Bearbeitet man den Lichtwellenleiter L durch Aufrauhen seiner Oberfläche nach Abtragung der Deckschicht 1 (Claddingschicht), so wird überraschenderweise das Licht weder durch Totalreflektion im Kern 2 des Lichtwellenleiters L transportiert, noch wie beim Stand der Technik durch die "aktivierte" Oberfläche der Faser ausgetragen, sondern daß das Licht wird im Bereich der Aufrauhung 5 der Oberfläche an deren Innenseite reflektiert und auf der der aufgerauhten Oberfläche gegenüberliegenden Seite ausgetragen (Fig. 2).If the optical waveguide L is processed by roughening its surface after removing the cover layer 1 (cladding layer), then surprisingly the light is neither transported by total reflection in the core 2 of the optical waveguide L nor, as in the prior art, is emitted through the "activated" surface of the fiber, but rather the light is reflected in the area of the roughening 5 of the surface on its inside and emitted on the side opposite the roughened surface (Fig. 2).
In Fig. 3 ist schematisch ein erfindungsgemäß bearbeiteter Lichtwellenleiter L perspektivisch dargestellt. Bei 5 ist die Aufrauhung 5 der Oberfläche des Lichtwellenleiters L mit einem Weißdruck 7 versehen, der einerseits beim Einbau des Millimeter dünnen Lichtwellenleiters L zur Orientierung dient und andererseits auch den Lichtaustrag verstärkt.In Fig. 3, an optical waveguide L processed according to the invention is shown schematically in perspective. At 5, the roughening 5 of the surface of the optical waveguide L is provided with a white print 7, which on the one hand serves as orientation during the installation of the millimeter-thin optical waveguide L and on the other hand also increases the light output.
Fig.4 deutet an, wie der Weißdruck 7 auf die Aufrauhung 5 des Lichtwellenleiters L aufgebracht werden kann.Fig.4 indicates how the white print 7 can be applied to the roughening 5 of the optical waveguide L.
In Fig. 5 ist ein anderer denkbarer Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Lichtwellenleiters L dargestellt. In einer Fahrzeugtür 15 ist unterhalb der Glasscheibe 10 ein erfindungsgemäßer Lichtwellenleiter L in der Türverkleidung 11 so eingebaut, das dieser das von einer Lichtquelle 9 erzeugte Licht als Lichtvorhang austrägt, ohne selbst für den Fahrzeuginsassen sichtbar zu sein. Mit dem erzeugten Lichtvorhang lassen sich die Armlehne 13, der Türöffner 12 und die Bedienungselemente 14 für die elektrischen Fensterheber oder dergl. blendfrei beleuchten.Fig. 5 shows another possible application of the optical waveguide L according to the invention. In a vehicle door 15, an optical waveguide L according to the invention is installed in the door panel 11 below the glass pane 10 in such a way that it emits the light generated by a light source 9 as a light curtain without being visible to the vehicle occupant. The light curtain generated can be used to illuminate the armrest 13, the door opener 12 and the operating elements 14 for the electric window lifters or the like without glare.
Fig. 6 zeigt in einem Querschnitt durch die Tür, wie der erfindungsgemäß durch Aufrauhung 5 bearbeitete Lichtwellenleiter L in der Türverkleidung 11 der Fahrzeugtür eingebaut ist, um das Blenden der Fahrzeuginsassen sicher zu vermeiden. Erkennbar werden durch den gezielten Lichtaustrag aus dem im Bereich oberhalb der Armlehne 13 aufgerauhten Lichtwellenleiter Armlehne 13, Türgriff 12 und die Bedienelemente 14 blendfrei angeleuchtet.Fig. 6 shows in a cross section through the door how the optical waveguide L, which has been processed according to the invention by roughening 5, is installed in the door panel 11 of the vehicle door in order to safely prevent the vehicle occupants from being blinded. The targeted light output from the optical waveguide roughened in the area above the armrest 13 clearly illuminates the armrest 13, door handle 12 and the operating elements 14 without glare.
Eine andere denkbare Anwendung des erfindungsgemäßen Lichtwellenleiters L ist vereinfacht in den Figuren 7 und 8 dargestellt. Der Lichtwellenleiter L dient bei diesem Beispiel zur indirekten Beleuchtung einer Treppe. Je ein Lichtwellenleiter L ist beidseitig der Treppenstufen 16 verdeckt geführt, so daß das Licht blendfrei als Lichtvorhang 6 auf die Treppenstufen 16 strahlt (Fig. 8). Ein Beispiel für die Verlegung des Lichtwellenleiters L in einem verdeckten Raum zwischen Wand 17 und Treppenstufe 16 ist in Fig. 9 schematisch dargestellt.Another possible application of the optical waveguide L according to the invention is shown in simplified form in Figures 7 and 8. In this example, the optical waveguide L is used for indirect lighting of a staircase. One optical waveguide L is concealed on each side of the steps 16 so that the light shines onto the steps 16 without glare as a light curtain 6 (Fig. 8). An example of laying the optical waveguide L in a concealed space between wall 17 and step 16 is shown schematically in Fig. 9.
99 Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
1 Deckschicht (Cladding)1 top layer (cladding)
2 Kern2 core
3 Kritischer Winkel3 Critical angle
4 Aufnahmewinkel 10 4 Shooting angles 10
5 Aufrauhung5 Roughening
6 Lichtvorhang 7 Weißdruck6 Light curtain 7 White print
und L Lichtwellenleiterand L optical fiber
9 Lichtquelle 209 Light source 20
10 Glasscheibe10 Glass pane
11 Türverkleidung 12 Türöffner11 Door panel 12 Door opener
13 Armlehne13 Armrest
14 Bedienelement 3014 Control element 30
15 Fahrzeugtür15 Vehicle door
16 Treppenstufe 17 Wand16 Stair step 17 Wall
Claims (12)
dadurch gekennzeichnet,2. Optical waveguide according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Optical waveguide according to claim 1 or 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,4. Optical waveguide according to claim 3,
characterized,
daß als Lichtquellen Leuchtdioden vorgesehen sind.12. Optical waveguide according to one of claims 1 to 11, characterized in
that light-emitting diodes are provided as light sources.
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20030220 |
|
| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20050802 |