CN103672661A - 用于机动车辆的具有3d效果的灯光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光模块（2），特别地用于机动车辆，所述光模块包括：具有反射表面（5）的反射体（4），面向反射体（4）布置的屏幕（6），屏幕上（6）包括半反射区域（8），和沿着屏幕（6）和反射体（4）纵向延伸的光导向体（12）。导向体（12）包括从屏幕（6）的半反射区域（8）横向地延伸到反射体（4）的扩散输出面（20）。从输出面（20）射出的光线的一部分通过半透明区域（8），另一部分又被朝向反射表面（5）反射，以形成具有3D类型深度效果的连续图像，且在这些图像之间没有暗区域。

Description

用于机动车辆的具有3D效果的灯光装置
技术领域
本发明涉及一种光模块，特别地用于机动车辆。更具体地说，本发明涉及车辆的内部发光模块，诸如顶灯或侧面固定灯，或者甚至用于车辆的“位置”（或“侧标记（side marker）”）类型和/或“停止”光的类型的信号模块。甚至更特别地，本发明涉及凭借特定的光学装置在三维空间中产生深度效果的信号设备。本发明还涉及一种包括这种模块的信号装置。
背景技术
专利文献EP1916471A1描述“侧标记”类型的尾灯，包括由反射体和与反射体间隔特定距离布置的屏幕形成的空腔。屏幕具有半透明的特定特征，其意味着遇到屏幕的光线的一部分被反射，而另一部分被透射。空腔展现的特定特征是限定空腔的反射体和屏幕的表面之一是圆顶形的。系列的发光二极管式光源被布置在反射体的外围处，并且以大致朝向屏幕发射光这样一种方式取向。假定其半反射性质，光线的一部分被直接透射，一部分朝向反射体被反射。反射体然后朝向屏幕反射这些光线，具有朝向反射体的中心引导的偏移量。由反射体反射的这些光线再次遇到屏幕。如同直接来自光源的光线，光线的一部分通过屏幕透射，并且一部分朝向反射体被反射，依此类推。这些多个部分透射和部分反射的结果是在三维空间中的深度的光学效果。射出的光线的发光或照明功率随着在空腔中正在进行的反射而逐渐减小。这种光学效应是有趣的，因为其允许自定义“侧标志”光吸引其他司机的注意力。其还允许“侧标志”光被隐藏在诸如机动车辆保险杠或翼的车体元件中。它还允许生产与所产生的深度效果相比厚度小和体积小的信号装置。在实践中，屏幕的半透明性质通过喷涂金属覆盖层获得，它可以给予与车体元件类似的金属化外观。然而，由这个尾灯形成的图像展现不亮部分。在实践中，被重复的图像之间的过渡区域未点亮。从光度学的角度来看，这意味着，灯的外表面的不是微不足道的部分不参与发信号，其可以在某些情况下导致类型批准困难，特别是“停止”功能。此外，从类型和引起其他道路使用者的注意的能力的观点出发，可能可取的是提供从光强度的观点是较少间歇的图像。
发明内容
本发明的目的是提供一种光模块，其消除上述缺点中的至少一个。更具体地，本发明的目的是提供一种能够产生增强的光图像的光模块，特别是从光度学和/或类型的观点出发。
本发明的主题是一种发光信号或内部发光模块，特别是用于机动车辆，包括：具有反射表面的反射体；面对反射体布置的屏幕，屏幕包括半反射区域；辐射装置能够在反射体和屏幕之间发送光线，所述光线的一些被直接地透射通过半反射区域，所述光线的另一些被半反射区域朝向反射体反射，反射体使得所述光线的另一些再次返回到半反射区域，以便产生重复的深度的视觉效果；值得注意的是，辐射装置包括至少一个光发射装置，所述至少一个光发射装置包括从屏幕的半反射区域延伸到反射体的光线发射面。
根据本发明的一个有利实施例，光发射装置包括光导向体，所述光导向体包括对应于光发射面的输出面，所述导向体能够由光线通过，并且使光线透射通过所述输出面。
根据本发明的一个示例性实施例中，光源被布置在导向体的一端。光源可能是，例如，一个或多个白炽灯，或甚至一个或多个发光二极管。由光源发出的光的显著部分通过光导向体的面向光源布置的输入面。发光二极管允许装置的更简单的实施例。
根据导向体和光源的示例性布置，通过在导向体的壁上的连续的内部反射，特别是在主要根据导向体的纵向轴线取向的方向上，光线可以在导向体的透明材料中传播，光线然后在导向体中传播，特别是沿着导向体传播。光导向体可以包括解耦装置，诸如在与光线的输出面相对的其背面上的反射刻面。这些解耦装置被配置以确保光线的一部分的反射沿着导向体朝向输出面行进，从而将光线引出导向体。
根据本发明的一个有利实施例，光发射装置包括表面光源，特别地是有机发光二极管(OLED)，所述表面光源包括表面，特别是在有机发光二极管(OLED)的情况下的发光面，对应于光发射面。
根据本发明的一个有利实施例，通过发射面从光发射装置射出的光线大致分布在所述面的位于反射体和屏幕的半反射区域之间的全部表面上。
根据本发明的一个有利实施例，光发射装置沿着屏幕和反射体纵向延伸。
根据本发明的一个有利实施例，光发射装置从屏幕的半反射区域横向延伸到反射体。
根据本发明的一个实施例中，一个或多个光发射装置的光发射面朝向所述半反射区域倾斜。
根据本发明的一个实施例，一个或多个光发射装置的发射面朝向反射体倾斜。
根据本发明的一个有利实施例，一个或多个光发射装置中的至少一个的光发射面沿着反射体的边缘和/或屏幕的半反射区域的边缘布置。
根据本发明的一个有利实施例，反射体的边缘相对于屏幕的半反射区域的相应边缘后移，使得沿着所述边缘布置的至少一个光发射装置的发射面朝向所述半反射区域倾斜。
根据本发明的一个有利实施例，半反射区域的边缘相对于反射体的屏幕的相应边缘后移，使得沿着所述边缘布置的至少一个光发射装置的发射面朝向所述反射体倾斜。
根据本发明的一个有利实施例，光发射面与屏幕的半反射区域形成在30°和60°之间的平均角。
根据本发明的一个有利的实施例的，屏幕是大致平坦的，并且反射表面一般是凸面或凹面。
根据本发明的一个有利实施例，至少一个光发射装置的发射面形成扩散表面，例如粒面表面，特别是通过粒化或通过喷砂获得。扩散表面也可以是通过在旨在扩散的表面上沉积扩散涂漆获得的表面。
根据本发明的一个有利实施例，发射面的扩散性在所述面的全部上大致恒定。
根据本发明的一个有利实施例，至少一个光发射装置包括与输出面相对的背面，所述背面包括用于朝向发射面反射光线的反射表面，所述背面比发射面更宽。
根据本发明的一个有利实施例，至少一个光发射装置在其长度的大部分上具有梯形的横截面，发射面对应于梯形的两个底边的较小面。
根据本发明的一个有利实施例，一个或多个光发射装置的梯形面沿着所述一个或多个导向体作为在反射体和屏幕的半反射区域之间可用空间的函数而变化。
车辆的内部发光模块，特别是车辆的乘客车厢，诸如顶灯或侧面固定灯，其特征在于符合本发明。
本发明的另一个主题是一种光装置，特别是包括根据本发明的模块的用于机动车辆的内部发光装置。
本发明的另一个主题是一种包括根据本发明的模块的用于机动车辆的发信号装置。
本发明的特征是有利之处在于它们可能产生具有深度效果的光模块，这从亮度和类型观点来说是特别有效的。
附图说明
从说明书和附图中，本发明的其它特征和优点将被更好地理解，其中：
图1是根据本发明的光模块的透视图；
图2是沿着图1中的模块的轴线II-II的剖视图，示出具有深度效果的图像生成的基本原理；
图3是图2的左侧部分的放大图，示出了光图像的构建的第一个方面；
图4是类似于图3的图2的左侧部分的放大图，示出了光图像的构建的第二个方面。
具体实施方式
附图中示出的本发明的示例性实施例被有意简化和示意，是为了清楚说明本发明。在实践中，本发明的各种构成元件将能够采取实质上更复杂的形式，特别是由于各种尺寸相关的限制。
图1中所示的光模块2大致包括具有反射表面5的反射体4和面向反射表面5延伸的屏幕6。屏幕包括由掩模10包围的半反射区域8。屏幕是大致平坦的，并且反射表面5是大致凸状的。屏幕6和反射体4形成四边形，其中两个相对的边缘的每个设置有光发射装置12。光发射装置12沿着半透明区域8和反射表面5的对应边缘或者面对半透明区域8和反射表面5的对应边缘纵向延伸。光发射装置还从反射表面5的边缘横向延伸到半透明区域8的边缘，以便基本覆盖这两个边缘之间的所有的空间。
一般来说，在作为整体的本发明中，屏幕6可以使用透明材料制作，通常例如使用某些塑料或玻璃。一个表面，外表面或内表面，通过涂层的应用制成半透明，该涂层通常是部分反射的。该涂层通常是诸如通过真空气相淀积技术喷涂的铝或不锈钢金属的金属涂层。可以使用对于本领域技术人员已知的各种涂层喷涂方法。当反射率增加时，可以获得更多的重复图案。涂层的反射率优先地是大于15％，优选大于50％。当反射率降低时，可以得到更多的亮度。优选地，反射率小于95％。在反射率小于80％的情况下，获得更好的亮度，例如用于发信号功能。对于根据本发明所用的功能，尤其是内部发光或发信号，反射率可以在15和80％之间，优选在50％和80％之间。在发信号功能的情况下，反射率优选地是在70％和80％之间，优选约75％。
光发射装置12可以是光导向体。光源14布置在两个导向体12的每一个的一个端部处。例如，它可以是一个或多个白炽灯，或甚至一个或多个发光二极管。由光源14发出的光线的主要部分通过面向光源14布置的光导向体12的输入面18。通过在大多是根据导向体的纵向轴线取向的方向中在导向体的壁上的内反射，光线然后可以在导向体的透明材料中传播。根据全反射原理，遇到由导向体的外表面和周围外部空气所形成的屈光度的光线与入射的光线一样多地被反射。导向体的表面实际上在具有给定折射率（对于聚碳酸酯通常为1.6级别）的导向体的材料和具有不同的折射率（等于1）的周围空气之间形成屈光度。两个相邻介质之间的折射率的这种差异导致那里将限制入射角，超出该入射角，折射是不可能的，并且对于该入射角，具有全反射。在被空气包围的聚碳酸酯的介质的情况下，这个限制的入射角是38°的级别（根据斯内尔笛卡儿法）。因此，通过在导向体的相对表面上的连续反射，光线可以大致纵向行进。导向体12包括在其背面上的与光线的输出面20相对的反射刻面16。这些刻面被配置为确保光线的部分的反射沿着导向体朝向输出面20行进，从而将它们引出导向体。它们可以覆盖有反射涂层。这种类型的刻面本身对于本技术领域的技术人员是众所周知的，所以是没有必要更详细描述。两个导向体12中的每一个因而构成用于由各自的一个或多个光源发出的光线在导向体中纵向传播，并且逐步地通过输出面横向地射出。
图2是沿着图1中的模块的轴线II-II的剖视图，示出具有深度效果或者甚至具有三维的图像生成的基本原理。在实践中，表现沿着导向体传播并且被一个刻面16反射的光线22。光线从输出面20射出，以遇到屏幕6的半反射区域8。光线然后将部分地通过屏幕，并且部分地朝向反射表面5被反射。反射表面5然后朝向屏幕（大致完全地）反射这个光线。适时反射光线24类似于初始光线22，会部分地通过屏幕，部分地朝向反射表面5被反射。光线24的反射部分将由反射表面5反射，以形成光线26，所述光线26部分地通过屏幕并且部分地被反射，之后形成光线28等等。观看屏幕6的外表面的观察者然后将看到反射刻面16的连续的图像，也就是说，具有横向条纹的大致垂直线，垂直线的宽度和强度从由光线22显著地形成的直接图像递减到由凸状反射表面5反射并潜在变形的图像，这些图像显著地由光线24、26和28形成。图2示出从输出面射出的单个光线，但是应理解，多个光线从所述面射出，并且在不同的方向从所述面射出，因而形成位于切割处的刻面16的大致完整图像，这些图像然后从不同的观察角度可见。如将在图3中详细描述的，光导向体的输出面20从反射表面5的边缘延伸到半反射区域8的相应边缘，使得有可能最小化甚至消除在刻面16的连续图像之间的未点亮区域。图2的右侧部分相对于左手部分大致是对称的，因此可以看到其中的同样的现象。
图3是图2的左侧部分的放大图，示出光图像的构建的第一个方面。表示从输出面20的邻近半透明区域8的端部射出的第一光线30。被引导朝向由观察点示意性地表示的观察者。还表示从输出面20的邻近反射表面5的另一端射出并且被引导朝向观察者的第二光线32。这些光线显然只是由在光导向体的这个高度处的一个或多个刻面16反射的光线的一部分。因此，观察者感知具有很少或没有变形的一个或多个刻面16的图像。第一光线30在遇到半反射区域8时，在光线34中朝向反射表面5部分地反射。后者然后在其中再次被反射，并且部分地通过半反射区域8，以到达观察者的眼睛。这同样适用于第二光线32，第二光线32在光线36中被半透明区域8部分地反射，光线36也到达观察者的眼睛。因此，观察者的眼睛感知两个图像，即反射刻面16的显著地沿着光线30和32传送的第一图像，和所述刻面的第二图像，所述第二图像由在半透明区域和反射表面上的双反射反转并且显著地由光线34和36形成。可以看出，这两个图像之间的距离被减少，这使得有可能实现增强类型和光度测定。根据模块的几何形状和观察者的位置，这两个图像之间的距离可以是零或几乎为零。它们也可能被覆盖。也可以类似于根据刚刚解释的原理形成的额外的图像。
图4表示图2的左侧部分，类似于图3，并且示出光图像的构建的第二个方面。在实践中，光导向体的输出面20可以扩散，并且因而形成表面光源。图4示出由反射刻面16反射的光线22。在通过输出面20的这种光线的通过点处，光线在很多方向上被透射和折射，并且入射光线的能量在众多的折射光线中被重新分配。作为示例，光线38在与没有偏差的情况下透射的光线22不同的点处遇到半反射区域8。光线38然后部分地透射和部分地反射。因而朝向反射表面反射的光线再次反射以形成刻面的第二图像，其可以通过由光线22形成的第一图像的观察者看到。再次示例地，光线42是从光线22的射出点由输出面20扩散的另一条光线，这个光线直接遇到反射表面5，并且也能够形成刻面16的额外的图像。输出面将扩散如在附图中图示的光线44的其他光线。
光导向体的输出面20的漫射性质使得其可以填充在反射刻面的连续图像之间不点亮或只有弱光的区域。
因而产生的图像将类似于一个靠着另一个并且相互关联布置的竖条，有点像楼梯。这个图像从而表现光连续性，同时保留其深度效果。
光导向体的输出面的扩散性质可以以本领域技术人员在本领域中本身公知的不同的方法实现，特别是通过喷砂、酸蚀刻或者甚至涂层沉积。表面的扩散能力本质上的特征在于其的粗糙性。
在刚刚描述的示例性实施例中，该模块具有矩形形式。然而应理解的是，它可以采取各种形式，特别是更复杂的形式，并且特别是具有圆形轮廓的形式。反射表面也可以采取比在示例性实施例中示出的更复杂的形式。熟悉本发明的本领域技术人员，将很容易地能够继续进行定尺寸，特别是通过计算将被实现的表面，以产生此模块。
在刚刚描述的示例性实施例中，该模块包括布置在模块的表面的相对边缘处的两个光导向体。然而，模块可以只包括沿着单个边缘延伸或者甚至沿着一些边缘连续延伸的单个光导向体。模块也可以包括两个以上的光导向体。
另外，代替导向体，也可以使用表面光源，其中发光元件的表面对应于光发射装置的光发射面。这个表面光源例如在未图示的示例中可以是OLED，其与图2，图3和图4相比，将代替光导向体12在反射镜4和屏幕6之间延伸。

Claims (15)

1.一种光模块，特别地用于机动车辆，所述光模块包括：
反射体（4），具有反射表面（5）；
屏幕（6），面向反射体布置，所述屏幕包括半反射区域（8）；
辐射装置（12，14），能够在反射体（4）和屏幕（6）之间发送光线，所述光线中的一些被直接地透射通过半反射区域（8），所述光线中的另一些被半反射区域（4）朝向反射体（4）反射，所述反射体（4）使所述光线的另一些再次返回到半反射区域（8），以产生重复的深度的视觉效果；
其特征在于：
辐射装置包括至少一个光发射装置（12），所述至少一个光发射装置包括从屏幕（6）的半反射区域（8）延伸到反射体（4）的光发射面（20）。
2.根据权利要求1所述的光模块（2），其特征在于：所述光发射装置包括光导向体，所述光导向体包括对应于光发射面的输出面（20），所述导向体能够由光线通过，并且使光线透射通过所述输出面（20）。
3.根据权利要求1所述的光模块（2），其特征在于：所述光发射装置包括表面光源，特别地是有机发光二极管，所述表面光源包括表面，特别是在有机发光二极管的情况下的发光面，所述表面对应于光发射面。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的光模块（2），其特征在于：通过光发射面从光发射装置射出的光线大致分布在位于反射体（4）和屏幕（6）的半反射区域（8）之间的所述面的全部表面上。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的光模块（2），其特征在于：所述光发射装置沿着屏幕（6）和反射体（4）纵向地延伸。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的光模块（2），其特征在于：所述光发射装置从屏幕（6）的半反射区域（8）横向延伸到反射体（4）。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的光模块（2），其特征在于：所述光发射装置（12）中的至少一个的光发射面（20）沿着反射体（4）的边缘和/或屏幕（6）的半反射区域（8）的边缘布置。
8.根据权利要求7所述的光模块（2），其特征在于：反射体（4）的边缘相对于屏幕（6）的半反射区域（8）的相应边缘后移，使得沿着所述边缘布置的一个或多个光发射装置（12）的光发射面（20）朝向所述半反射区域（8）倾斜。
9.根据权利要求8所述的光模块（2），其特征在于：所述光发射面（20）与屏幕（6）的半反射区域（8）形成在30°和60°之间的平均角。
10.根据权利要求1至9任何一项所述的光模块（2），其特征在于：所述反射表面（5）一般是凸面或凹面。
11.根据权利要求1至10任何一项所述的光模块（2），其特征在于：所述光发射装置（12）的至少一个的光发射面（20）形成扩散表面。
12.根据权利要求1至11任何一项所述的光模块（2），其特征在于：所述光发射装置（12）的至少一个包括与输出面相对的背面，所述背面包括用于朝向光发射面（20）反射光线并且比光发射面（20）更宽的反射表面（16）。
13.根据权利要求1至12任何一项所述的光模块（2），其特征在于：所述光发射装置（12）的至少一个在其长度的大部分上具有梯形横截面。
14.一种车辆的内部发光模块，特别地用于车辆的乘客车厢，诸如顶灯或侧面固定灯，其特征在于其符合权利要求1至13中的任何一项。
15.一种用于机动车辆的发信号装置，包括根据权利要求1至13中任何一项的光模块（2）。
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