WO2013178548A1 - Farbmischvorrichtung zum einkoppeln von licht in einen lichtleiter - Google Patents

Farbmischvorrichtung zum einkoppeln von licht in einen lichtleiter Download PDF

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WO2013178548A1 PCT/EP2013/060741 EP2013060741W WO2013178548A1 WO 2013178548 A1 WO2013178548 A1 WO 2013178548A1 EP 2013060741 W EP2013060741 W EP 2013060741W WO 2013178548 A1 WO2013178548 A1 WO 2013178548A1
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light
optical fiber
coupling
led
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PCT/EP2013/060741
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Elena Justus-Bischler
Bernhard Bayersdorfer
Josef Lang
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Lisa Dräxlmaier GmbH
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    • G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a mixing device for coupling light of a multicolor LED into one
  • Optical fiber and a coupling device with such a mixing device Optical fiber and a coupling device with such a mixing device.
  • Optical fiber is because in this case only a part of the generated light is actually coupled into the optical fiber.
  • US 2011/0149592 AI for example, a device emerges, with the aid of which light from a white LED can be focused so that it is efficiently coupled into an optical fiber.
  • Multi-color LEDs such as an RGB LED
  • RGB LED have a plurality of discrete light emitting surfaces from which the generated light of each color emerges.
  • Filter elements are described, which are between the individual Discrete colors emitting Abstrahlflachen are provided to effect a mixing of the light.
  • Optical fiber are particularly suitable for use in the
  • Automotive sector insufficient, because they are too inefficient, too expensive, too expensive to install and / or too large.
  • the object of the present invention is prior to this
  • the mixing device according to the invention for coupling light of a multicolor LED into an optical fiber is at least partially cylindrical in shape and provided with a convex end face that it is suitable for light of different colors of a AufnähmeStrahls one
  • the output beam diameter is smaller than the receiving beam diameter.
  • an optical fiber is understood to mean any fibrous optical fiber, irrespective of whether it is made of glass, PMMA or another light-conducting plastic or other material.
  • a multicolor LED refers in this context
  • RGB LED in particular an RGB LED.
  • Such an LED has a plurality of light-emitting fields that emit light of discrete wavelengths and thus colors. These multiple fields can both connect directly to each other as well as be spaced apart to some extent.
  • the mixing device is at least partially
  • cylindrically shaped This is to be understood as a shape that has a base surface of a specific shape and a cylinder axis along which the base surface is projected.
  • the cylinder axis does not necessarily have to be perpendicular to the base surface and the base surface does not necessarily have to be circular.
  • the mixing device is provided with a convex end face.
  • the mixing device comprises a cylinder portion and a directly adjoining portion, for example, which in particular the shape of a
  • the mixing device according to the invention is characterized in particular by its compactness. Due to the claimed shape is in a very small space both a mixture and a
  • Beam diameter allows. In this way, it is possible to use a single component, with the light emitted by an RGB LED light evenly in an optical fiber
  • Mixing device takes place in particular by multiple reflection at the interface or at edges and / or at scattering areas within the device.
  • the light it is also possible for the light through a diffused material, scattered individually
  • Optical conductivity of the device affects.
  • Blending device relative to the optical fiber in contrast to the prior art significantly increased, allowing for easier installation of the device.
  • the optical fiber is guided only by a longitudinal guide and in abutment with the
  • the inventive design of the mixing device allows a significant reduction in the outer dimensions of the mixing device in contrast to previously known
  • the diameter the mixing device is for example between 2 mm and 4 mm, in particular 2.8 mm, their length is between 4 mm and 12 mm, in particular 7 to 8 mm. In this way it is possible to light a multicolor LED into an optical fiber
  • a preferred one-piece design of the mixing device allows a particularly inexpensive production of
  • the material used for the mixing device is a transparent plastic, preferably PMMA
  • Plastic can be both a solid material and a viscous or gel-like material, provided the dimensional stability of the mixing device is ensured, for example, by a jacket. It is also possible that the mixing device contains various sections, some of which are made of solid material and others of viscous or gelatinous material.
  • the cylindrical portion may comprise a diffused material, an at least partially roughened surface or an at least partially provided with a reflective layer surface. Such features of the cylindrical portion affect the scattering or conduction of the light and thus the mixing of the individual colors of the
  • An inventive coupling device comprises a
  • Emission surface of the LED is meant, but not a socket or peripheral devices thereof.
  • the optical fiber is the end face directly to the convex end face of the mixing device.
  • mixing device has a closed surface, so it is not integral with the optical fiber
  • a holder is provided on the housing of the coupling device.
  • Holder is intended to attach the optical fiber relative to the mixing device precisely to ensure optimum utilization of the
  • Brackets have proven both locking elements and clamping elements proved to be suitable.
  • latching elements are single or multiple, lamellar elements conceivable that in contact with the optical fiber in the surface of the
  • the locking elements are for example made of flexible material, which gives way upon insertion of the optical fiber into the housing and locked in the optical fiber in the desired position analogous to a barb.
  • Clamping elements are for example
  • the attached figure shows a coupling device with a preferred mixing device.
  • the attached figure shows a preferred embodiment of a coupling device 100 with a preferred
  • the mixing device 10 has a circular cylindrical first section 12 and a
  • the length L of the mixing device 10 is in the illustrated embodiment 8 mm and the
  • Diameter D in the region of the cylindrical portion 12 is 2.8 mm.
  • the mixing device 10 is in the preferred
  • Embodiment made of PMMA connects directly to an RGB LED 16 at.
  • the mixing device 10 connects to the LED 16 at its foot ends, that is at the end of the
  • Mixing device 10 which is the convex curved surface of the mixing device 10 opposite.
  • Mixing device 10 has a substantially circular cross-section and thus simultaneously forms the base of the cylindrical portion 12 of the mixing device 10th
  • the LED 16 is held by a holder 24 of the coupling device 100 and can thus safely and precisely connected to necessary connections, for example, for electrical and heat dissipation.
  • the mixing device 10 is held by the coupling device 100 precisely, so that the relative position of the
  • the mixing device 10 has a coupling-out region 18, via which light of the LED 16 from the mixing device 10 into an optical fiber 20
  • the optical fiber 20 in the illustrated preferred embodiment is a PMMA conductor
  • Diameter of 1 mm which passes the light of the multicolor LED 16, for example, to realize an ambient lighting, instrument lighting or similar lighting form in a motor vehicle.
  • the optical fiber 20 is fed in a holder 22 of the housing of the coupling device 100 in its longitudinal direction to the mixing device 10 and abuts the end face against the decoupling point 18 of Mixing device 10 on. In this state, light from the multicolor LED 16 is particularly efficiently coupled into the optical fiber 20, both optimal utilization of the
  • Bracket 22 serve lamellar locking elements.
  • the locking elements are designed to be flexible, so that they move when inserting the optical fiber 20 into the housing of the coupling device 100 and at least partially lock in the surface of the optical fiber. As a result, the optical fiber 20 is easily mounted and yet fixed in the exact position in the housing.
  • the light coupled into the optical fiber 20 has both a high intensity and a uniform coloring.
  • the mount 22 for the optical fiber 20 is sufficiently precise to ensure the high efficiency of the
  • Mixing device 10 exploit because the mixing device 10 is designed such that it tolerates large tolerances with regard to the positioning accuracy of the optical fiber 20.

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Mischvorrichtung (10) zum Einkoppeln von Licht einer mehrfarbigen LED (16) in eine Lichtleitfaser (20), wobei die Mischvorrichtung (10) derart mit zumindest einem zylinderförmigen Abschnitt (12) ausgebildet und mit einer konvexen Stirnfläche versehen ist, dass sie dazu geeignet ist, Licht verschiedener Farben eines Aufnahmestrahls mit einem Aufnahmestrahldurchmesser aufzunehmen, die Farben des aufgenommenen Lichts zu mischen und das gemischte Licht anschließend als Ausgabestrahl mit einem Ausgabestrahldurchmesser auszugeben. Dabei ist der Ausgabestrahldurchmesser kleiner als der Aufnahmestrahldurchmesser.

Description

FARBMISCHVORRICHTUNG ZUM EINKOPPELN VON LICHT IN EINEN
LICHTLEITER
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Einkoppeln von Licht einer mehrfarbigen LED in eine
Lichtleitfaser und eine Einkoppelvorrichtung mit einer solchen Mischvorrichtung .
STAND DER TECHNIK
Grundsätzlich ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Einkopplung von Licht einer Lichtquelle wie etwa einer LED, die eine omnidirektionale Abstrahlcharakteristik hat, in eine
Lichtleitfaser Schwierigkeiten bereitet. Zunächst bestehen
Schwierigkeiten insbesondere dann, wenn die lichtemittierende Fläche der Lichtquelle größer als die Einkoppelfläche des
Lichtleiters ist, weil in diesem Fall nur ein Teil des erzeugten Lichts tatsächlich in den Lichtleiter eingekoppelt wird. Aus US 2011/0149592 AI geht beispielsweise eine Vorrichtung hervor, mit deren Hilfe Licht einer weißen LED so fokussiert werden kann, dass es effizient in eine Lichtleitfaser eingekoppelt wird .
Darüber hinaus bestehen bei mehrfarbigen LEDs weitere Probleme . Mehrfarbige LEDs, wie etwa eine RGB-LED, weisen mehrere diskrete lichtemittierende Flächen auf, aus denen das erzeugte Licht der einzelnen Farben austritt. Um auch Mischfarben der mehreren diskreten Farben einer solchen mehrfarbigen LED in eine
Lichtleitfaser einleiten zu können, muss das Licht der
verschiedenen Lichtquellen zunächst vermischt werden, bevor es in die Lichtleitfaser eingekoppelt wird, um eine inhomogene Einkopplung des Lichts zu vermeiden, bei der beispielsweise ein großer Anteil des grünen Lichts, aber nur ein kleiner Anteil des blauen oder roten Lichts eingekoppelt wird, obwohl die LED Licht gleichmäßig emittiert. Hierfür stellt beispielsweise
US 2011/0228555 AI eine Lösung bereit, indem selektive
Filterelemente beschrieben werden, die zwischen die einzelnen diskrete Farben emittierenden Abstrahlflachen vorgesehen sind, um ein Mischen des Lichts zu bewirken.
Ein derartiger Aufbau ist jedoch aufwendig, teuer und
raumintensiv und eignet sich deshalb beispielsweise nicht dazu, in einem Fahrzeuginterieurbauteil eingebaut zu werden. Ferner ist zusätzlich zu der Vorrichtung aus der US 2011/0228555 AI eine separate Linse nötig, um Licht auf die kleinen Maße einer Lichtleitfaser zu fokussieren. Dies ist unter anderem notwendig, um einerseits die Effizienz der Einkopplung des Lichts zu erhöhen und andererseits auch sicherzustellen, dass gemischtes mehrfarbiges Licht, nicht nur einzelne Farben des Lichts, möglichst gleichmäßig in den Lichtleiter eingekoppelt wird.
Die bekannten Konstruktionen sind darüber hinaus sehr
empfindlich im Hinblick auf die Positionierung der
Lichtleitfaser gegenüber der Misch- und Fokussiervorrichtung . Dies erschwert ihren Einbau in vielen Produkten oder macht ihn sogar praktisch unmöglich.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur
Einkopplung von Licht einer mehrfarbigen LED in eine
Lichtleitfaser sind insbesondere für eine Anwendung im
Automotivbereich ungenügend, weil sie zu ineffizient, zu teuer, zu aufwendig einzubauen und/oder zu groß sind.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt vor diesem
Hintergrund darin, eine Vorrichtung zum Einkoppeln von Licht einer mehrfarbigen LED in eine Lichtleitfaser bereitzustellen, welche die obigen Nachteile überwindet und somit den
effizienten, platzsparenden und preiswerten Einbau, auch in Automotivbauteilen, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Mischvorrichtung nach Anspruch 1 und die Einkoppelvorrichtung nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung zum Einkoppeln von Licht einer mehrfarbigen LED in eine Lichtleitfaser ist zumindest abschnittsweise derart zylinderförmig ausgebildet und mit einer konvexen Stirnfläche versehen, dass sie dazu geeignet ist, Licht verschiedener Farben eines AufnähmeStrahls eines
Aufnahmestrahldurchmessers aufzunehmen, die Farben des
aufgenommenen Lichts zu mischen und das gemischte Licht
anschließend als Ausgabestrahl eines Ausgabestrahldurchmessers auszugeben. Dabei ist der Ausgabestrahldurchmesser kleiner als der Aufnahmestrahldurchmesser.
In diesem Zusammenhang wird unter einer Lichtleitfaser jeder faserförmige Lichtleiter verstanden, unabhängig davon, ob er aus Glas, PMMA oder einem anderen Licht leitenden Kunststoff oder anderen Material gefertigt ist.
Eine mehrfarbige LED bezeichnet in diesem Zusammenhang
insbesondere eine RGB-LED. Eine solche LED weist mehrere Licht emittierende Felder auf, die Licht diskreter Wellenlängen und damit Farben emittieren. Diese mehreren Felder können dabei sowohl unmittelbar aneinander anschließen als auch in gewissem Umfang voneinander beabstandet sein.
Die Mischvorrichtung ist zumindest abschnittsweise
zylinderförmig ausgebildet. Hierunter ist eine Gestalt zu verstehen, die eine Grundfläche einer bestimmten Form und eine Zylinderachse aufweist, entlang der die Grundfläche projiziert wird. Die Zylinderachse muss dabei nicht notwendigerweise senkrecht auf der Grundfläche stehen und die Grundfläche muss nicht notwendigerweise kreisförmig sein.
Ferner ist die Mischvorrichtung mit einer konvexen Stirnfläche versehen. Mit anderen Worten umfasst die Mischvorrichtung einen Zylinderabschnitt und einen beispielsweise unmittelbar hieran anschließenden Abschnitt, der insbesondere die Form einer
Halbkugel oder eines Halbellipsoids haben kann. Die Oberfläche dieses zweiten Abschnitts ist konvex ausgestaltet, das heißt nach außen gewölbt . Die erfindungsgemäße Mischvorrichtung zeichnet sich insbesondere durch ihre Kompaktheit aus. Durch die beanspruchte Form wird auf sehr kleinem Raum sowohl eine Mischung als auch eine
Fokussierung des aufgenommenen Lichts auf kleine
Strahldurchmesser ermöglicht. Auf diese Weise ist es möglich, ein einziges Bauteil einzusetzen, mit dem von einer RGB-LED emittiertes Licht gleichmäßig in eine Lichtleitfaser
eingekoppelt werden kann. Insbesondere ist es also nicht nötig, eine separate Mischvorrichtung und Linse zu verwenden, was die Kosten für die Misch- und Fokussiervorrichtung erhöhen würde.
Das Mischen der Farben innerhalb der erfindungsgemäßen
Mischvorrichtung erfolgt insbesondere durch Mehrfachreflexion an der Grenzfläche bzw. an Rändern und/oder an Streubereichen innerhalb der Vorrichtung. Daneben ist es auch möglich, das Licht durch ein diffuses Material, einzeln eingestreute
Streukörper oder eine aufgeraute Mantelfläche der
Mischvorrichtung stärker zu vermischen, wobei zusätzliche
Streuung in der Vorrichtung sich nachteilig auf die
Lichtleitfähigkeit der Vorrichtung auswirkt.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ein großer Anteil des Lichts der LED in die Lichtleitfaser eingekoppelt, und aufgrund der erfindungsgemäßen Form sind auch Toleranzen
hinsichtlich der Positionierung und Ausrichtung der
Mischvorrichtung gegenüber der Lichtleitfaser im Gegensatz zum Stand der Technik deutlich erhöht, was einen leichteren Einbau der Vorrichtung ermöglicht. Dies führt insbesondere dazu, dass die Position des Endes der Lichtleitfaser, in das das Licht der LED eingekoppelt werden soll, nicht aufwendig überwacht werden muss. Beispielsweise kann die Lichtleitfaser lediglich durch eine Längsführung geführt und im Anschlag an die
erfindungsgemäße Mischvorrichtung positioniert werden. Ein separater Anschlag in Form eines Abstandhalters der
Lichtleitfaser von der Mischvorrichtung ist daher unnötig.
Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Mischvorrichtung eine deutliche Verkleinerung der äußeren Maße der Mischvorrichtung im Gegensatz zu bisher bekannten
Vorrichtungen mit Spiegeln, Filtern oder Linsen. Der Durchmesser der Mischvorrichtung beträgt beispielsweise zwischen 2 mm und 4 mm, insbesondere 2,8 mm, ihre Länge beträgt zwischen 4 mm und 12 mm, insbesondere 7 bis 8 mm. Auf diese Weise ist es möglich, Licht einer mehrfarbigen LED in eine Lichtleitfaser
einzukoppeln, deren Durchmesser weniger als 2 mm, insbesondere 1 mm beträgt. Bei dieser Einkopplung wird dabei gleichzeitig eine hohe Effizienz und eine hohe Toleranz gegenüber
Positionsungenauigkeiten erzielt .
Eine bevorzugte einstückige Ausgestaltung der Mischvorrichtung ermöglicht eine besonders preiswerte Herstellung der
Mischvorrichtung . Als Material wird für die Mischvorrichtung ein transparenter Kunststoff, bevorzugt PMMA
(Polymethylmethacrylat) , PC (Polycarbonat) oder Glas verwendet. Diese Materialien werden bevorzugt homogen zur Mischvorrichtung geformt, um Licht besonders effizient zu leiten. Bei dem
Kunststoff kann es sich sowohl um ein festes Material, als auch um ein zähflüssiges oder gelartiges Material handeln, sofern die Formstabilität der Mischvorrichtung beispielsweise durch eine Ummantelung sichergestellt ist. Es ist auch möglich, dass die Mischvorrichtung verschiedene Abschnitte enthält, von denen einige aus festem Material und andere aus zähflüssigem oder gelartigem Material ausgebildet sind.
Der zylinderförmige Abschnitt kann ein diffuses Material, eine zumindest teilweise aufgeraute Oberfläche oder eine zumindest teilweise mit einer Reflexionsschicht versehene Oberfläche aufweisen. Derartige Merkmale des zylinderförmigen Abschnitts beeinflussen die Streuung beziehungsweise Leitung des Lichts und damit auch die Durchmischung der einzelnen Farben des
eingekoppelten Lichts innerhalb des zylinderförmigen Abschnitts.
Eine erfindungsgemäße Einkoppelvorrichtung umfasst eine
mehrfarbige LED, eine Lichtleitfaser und eine Mischvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei ist die Länge der
Mischvorrichtung bevorzugt kürzer als das Fünffache des
Durchmessers der LED, wobei in diesem Zusammenhang die
Emissionsfläche der LED gemeint ist, nicht jedoch ein Sockel oder Peripherieeinrichtungen hiervon. Bevorzugt liegt die Lichtleitfaser dabei stirnseitig unmittelbar an die konvexe Stirnfläche der Mischvorrichtung an. Die
Mischvorrichtung weist dabei jedoch eine geschlossene Oberfläche auf, ist also nicht einstückig mit der Lichtleitfaser
ausgestaltet, um die Durchmischung der verschiedenen Farben des Lichts in der Mischvorrichtung sicherzustellen.
Zur positionsgenauen Fixierung der Lichtleitfaser ist am Gehäuse der Einkopplungsvorrichtung eine Halterung vorgesehen. Die
Halterung soll die Lichtleitfaser gegenüber der Mischvorrichtung präzise befestigen, um eine optimale Ausnutzung des
Ausgabestrahls der Mischvorrichtung zu realisieren. Als
Halterungen haben sich sowohl Rastelemente bewährt als auch Klemmelemente als geeignet erwiesen. Als Rastelemente sind einzelne oder mehrere, lamellenartige Elemente denkbar, die sich bei Kontakt mit der Lichtleitfaser in die Oberfläche der
Lichtleitfaser zumindest teilweise verrasten bzw. drücken. Die Rastelemente sind beispielsweise aus flexiblem Material, das beim Einschieben der Lichtleitfaser in das Gehäuse nachgibt und in die Lichtleitfaser in der gewünschten Position analog eines Widerhakens verrastet. Klemmelemente sind zum Beispiel
Klemmringe, Spannbacken oder Schraubgewinde. Nach der
Positionierung werden diese Klemmelemente über eine Drehung oder Verpressung geschlossen, so dass die Lichtleitfaser umschlossen wird und damit fixiert ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Figurenbeschreibung und der Gesamtheit der
Patentansprüche .
KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
Die beiliegende Figur zeigt eine Einkoppelvorrichtung mit einer bevorzugten Mischvorrichtung.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die beiliegende Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Einkoppelvorrichtung 100 mit einer bevorzugten
Mischvorrichtung 10. Die Mischvorrichtung 10 weist einen kreiszylinderförmigen ersten Abschnitt 12 und eine
halbkugelförmigen zweiten Abschnitt 14 auf, die einstückig miteinander ausgeführt sind. Die Länge L der Mischvorrichtung 10 beträgt in der dargestellten Ausführungsform 8 mm und der
Durchmesser D im Bereich des zylindrischen Abschnitts 12 beträgt 2,8 mm. Die Mischvorrichtung 10 ist in der bevorzugten
Ausführungsform aus PMMA hergestellt und schließt unmittelbar an eine RGB-LED 16 an. Die Mischvorrichtung 10 schließt an die LED 16 an ihrem Fußenden an, das heißt an dem Ende der
Mischvorrichtung 10, das der konvex gewölbten Oberfläche der Mischvorrichtung 10 gegenüber liegt. Das Fußende der
Mischvorrichtung 10 weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf und bildet damit gleichzeitig die Basis des zylinderförmigen Abschnitts 12 der Mischvorrichtung 10.
Die LED 16 wird von einer Halterung 24 der Einkoppelvorrichtung 100 gehalten und kann somit sicher und präzise an notwendige Anschlüsse, beispielsweise für Elektrik und Wärmeabfuhr, angeschlossen werden.
Auch die Mischvorrichtung 10 wird von der Einkoppelvorrichtung 100 präzise gehalten, sodass die relative Position der
Mischvorrichtung 10 gegenüber den lichtemittierenden Teilen der LED 16 durch die Einkoppelvorrichtung 100 vorgegeben und
eingehalten wird.
An ihrem konvex gewölbten Abschnitt weist die Mischvorrichtung 10 einen Auskopplungsbereich 18 auf, über den Licht der LED 16 aus der Mischvorrichtung 10 in eine Lichtleitfaser 20
eingekoppelt werden kann.
Bei der Lichtleitfaser 20 handelt es sich in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform um einen PMMA-Leiter eines
Durchmessers von 1 mm, der das Licht der mehrfarbigen LED 16 weiterleitet, beispielsweise um eine Ambientebeleuchtung, eine Instrumentenbeleuchtung oder eine ähnliche Beleuchtungsform in einem Kraftfahrzeug zu realisieren. Die Lichtleitfaser 20 wird in einer Halterung 22 des Gehäuses der Einkoppelvorrichtung 100 in ihrer Längsrichtung auf die Mischvorrichtung 10 zugeführt und stößt stirnseitig gegen die Auskoppelstelle 18 der Mischvorrichtung 10 an. In diesem Zustand wird Licht von der mehrfarbigen LED 16 besonders effizient in die Lichtleitfaser 20 eingekoppelt, wobei sowohl eine optimale Ausnutzung der
Lichtstärke der LED 16 als auch eine homogene Durchmischung der einzelnen Farben der LED 16 sichergestellt sind. Als Halterung 22 dienen lamellenartige Rastelemente. Die Rastelemente sind flexibel ausgestaltet, so dass sie sich beim Einschieben der Lichtleitfaser 20 in das Gehäuse der Einkoppelvorrichtung 100 verschieben und in die Oberfläche der Lichtleitfaser zumindest teilweise verrasten. In Folge dessen wird die Lichtleitfaser 20 einfach montiert und dennoch positionsgenau im Gehäuse fixiert.
Durch die stirnseitige Positionierung der Lichtleitfaser 20 an der Mischvorrichtung 10 hat das in die Lichtleitfaser 20 eingekoppelte Licht sowohl eine hohe Intensität als auch eine gleichmäßige Farbgebung. Die Halterung 22 für die Lichtleitfaser 20 ist ausreichend präzise, um die hohe Effizienz der
Mischvorrichtung 10 auszunutzen, weil die Mischvorrichtung 10 derart konzipiert ist, dass sie große Toleranzen im Hinblick auf die Positioniergenauigkeit der Lichtleitfaser 20 toleriert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Mischvorrichtung ( 10 ) zum Einkoppeln von Licht einer mehrfarbigen LED (16) in eine Lichtleitfaser (20) ,
wobei die Mischvorrichtung (10) derart mit zumindest einem zylinderförmigen Abschnitt (12) ausgebildet und mit einer konvexen Stirnfläche versehen ist, dass sie dazu geeignet ist ,
Licht verschiedener Farben eines AufnähmeStrahls mit einem Aufnahmestrahldurchmesser aufzunehmen,
die Farben des aufgenommenen Lichts zu mischen und das gemischte Licht anschließend als Ausgabestrahl mit einem AusgabeStrahldurchmesser auszugeben,
wobei der Ausgabestrahldurchmesser kleiner als der
Aufnahmestrahldurchmesser ist .
2. Mischvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , wobei die
Mischvorrichtung ( 10 ) einstückig ausgebildet ist .
3. Mischvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die konvexe Stirnfläche eine Teiloberfläche eines Rotationsellipsoids (14), insbesondere einer Kugel, ist.
4. Mischvorrichtung ( 10 ) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche , wobei der zylinderförmige Abschnitt ( 12 ) eine elliptische , insbesondere kreisförmige, Grundfläche aufweist .
5. Mischvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche , wobei die Mischvorrichtung (10) einen transparenten Kunststoff, bevorzugt PMMA oder PC, oder Glas aufweist.
6. Mischvorrichtung (10) nach Anspruch 5 , wobei der Kunststoff ein zähflüssiges, gelartiges oder festes Material umfasst.
7. Mischvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche , wobei der zylinderförmige Abschnitt (12 ) ein diffuses Material aufweist .
8. Mischvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche , wobei der zylinderförmige Abschnitt (12 ) eine
zumindest teilweise aufgeraute Oberfläche aufweist .
9. Mischvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der zylinderförmige Abschnitt (12) eine zumindest teilweise mit einer Reflexionsschicht versehene
Oberfläche aufweist.
10. Mischvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche , wobei der zylinderförmige Abschnitt (12) längs seiner Zylinderachse größer ist als sein Durchmesser .
11. Einkoppelvorrichtung ( 100 ) umfassend eine mehrfarbige LED (16) , eine Lichtleitfaser (20) und eine Mischvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche .
12. Einkoppelvorrichtung ( 100 ) nach Anspruch 11 , wobei die Mischvorrichtung ( 10 ) eine Länge (L) und die LED einen
Durchmesser aufweist und wobei die Länge (L) der
Mischvorrichtung (10) weniger als das Fünffache des Durchmessers der LED beträgt .
13. Einkoppelvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11 und 12 , wobei die Lichtleitfaser (20 ) stirnseitig unmittelbar an die konvexe Stirnfläche der Mischvorrichtung (10) anliegt .
14. Einkoppelvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 11-13 , wobei die Einkoppelvorrichtung eine Halterung ( 22 ) für die
Lichtleitfaser (20) umfasst , die mit Rast- und/oder
Klemmelementen ausgebildet ist.
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