CN104160206A - 光导和具有该光导的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种保护装置(D)，其包括：设置有内表面(FI)和外表面(FE)的透明壁(PT)以及光源(SL)，所述光源能够在所述透明壁(PT)的边缘(BS)处发光，使得所述光在所述内表面(FI)和所述外表面(FE)之间的内侧传播。所述内表面(FI)包括至少一个构成棱镜的内凹部(RI)，所述棱镜具有由第一凹圆角部分限定的至少一个成角度的中央区域，并且所述棱镜能够经由所述外表面(FE)向外传递在内侧传播的光的至少其中一部分，以确保选定的照明功能。

Description

光导和具有该光导的车辆
技术领域
本发明涉及某些保护装置，更确切地涉及包括透明壁的保护装置，可以为玻璃或者合成材料制成，可以被着色。
背景技术
如本领域技术人员所知，某些保护装置的透明壁可用于支撑确保信号功能的照明设备(必要时是信号设备)，所述照明设备至少确保照明功能，也可以确保信号功能(必要时满足特定的光学标准)。这例如是构成机动车辆后窗并且充当确保信号功能的照明设备(必要时是信号设备)的支撑件的某些透明壁的情况，所述照明设备例如是中央高位制动灯(或者第三制动灯，英文是CHMSL)。在这种情况下，照明设备通常位于后车窗的上部中央部分中，并且一方面包括光源(卤素灯或者发光二极管(LED))，另一方面包括至少一个反射器或光导。
由于其安装地点，照明设备堵住了一部分后车窗，这减小了位于透明壁(因此车辆乘客室中)内侧的每个人的观察范围，尤其当透明壁是车辆的后车窗时减小了驾驶员的观察范围。应当理解照明设备的体积越大，例如由于追求的风格效果，则其减小的观察范围越大。
为了克服这种缺点，已经提出使用透明壁的内部分作为光导并且在光导的选定部分中限定用于向外传递光线的区域。更具体地，光源负责在透明壁的边缘(例如上边缘或下边缘)处发光，该光线由于全反射在在透明壁的内侧在其内表面和外表面之间传播，直到传播到用于经由外表面向外传递光线的区域处。该类型的保护装置尤其在专利文件DE10214505、FR2955539和EP0299001中有所描述。
光的传递区域通常由至少一个内凹部构成，所述至少一个内凹部具有大体矩形的截面并且限定棱镜。棱镜的主表面的倾斜度选择成能够将入射光沿大体选定的方向(当透明壁基本上竖直时，可以基本上垂直于透明壁的外表面)向外反射。可以在模制成型(或者通过重力制造)透明壁时或者通过加工限定每个棱镜(或者内凹部)。然而，在实践中，当用于制造透明壁的材料具有较大的粘度时，通过模制成型(或者通过重力)以可复制的方式大量地生产这种类型的棱镜被证明是近乎不可能实现的。实际上，材料的粘度阻止该材料紧密地贴合由构成每个棱镜的模具补形部分所限定的角，因此在透明壁的内表面上限定的正形的棱镜不能正确地满足其光学功能。而对于加工技术来说，其能够提供较好的结果但成本太高。
发明内容
因此本发明的目的在于提供不具有上述缺点的全部或一部分的可替换技术方案。
本发明更确切地提供一种保护装置，其包括：设置有内表面和外表面的透明壁以及光源，所述光源在所述透明壁的边缘处发光，使得所述光在所述内表面和所述外表面之间的内侧传播。
该装置的特征在于，透明壁的内表面包括至少一个构成棱镜(prisme)的内凹部，所述棱镜具有由第一圆角部分限定的至少一个成角度的中央区域，并且所述棱镜能够经由所述外表面向外传递在内侧传播的光的至少其中一部分，以确保选定的照明(必要时信号)功能。
得益于由第一圆角部分限定的成角度的中央区域，消除了(在模制成型或通过重力制造时)由所使用的粘稠状态的材料无法整体填满的棱镜角度，因此保证棱镜RI能够确保选定的照明功能。
根据本发明的保护装置可包括其它特征(单独或组合采用)，尤其是：
-第一圆角部分可以是凹的或者凸的；
-所述保护装置可以包括依次放置的至少两个内凹部；
-至少一个内凹部可包括由凹圆角部分延伸出的第二凸圆角部分限定的成角度端部区域；
每个第二圆角部分可具有不变或可空间变化(演变)的曲率半径；
-每个第一圆角部分可具有不变或可空间变化(演变)的曲率半径；
-每个曲率半径可在大约0.1mm至大约0.5mm之间；
-至少一个内凹部可由相邻的至少两个圆柱部分(必要时彼此之间通过联接部分相连)构成；
-光源可在透明壁的下边缘或上边缘或侧边缘位置处发出光线；
-透明壁可由玻璃制成或者由合成材料制成；
-透明壁可构成车辆，必要时是机动车辆，的后车窗；
选定的照明功能可以是中央制动灯类型的信号功能。
附图说明
通过阅读下面详细的说明书和附图，本发明的其他特征和优点将更加清楚，所附附图其中：
-图1在透视图(内表面一侧)中示意性示出根据本发明的保护装置的一个实施例，
-图2在沿图1的II-II轴线的剖视图中示意性示出图1的保护装置的上部分，
-图3示意性示出图2的保护装置的透明壁的传递区域的特写部分，以及
-图4在沿图1的IV-IV轴线的剖视图中示意性示出图2的保护装置的透明壁的一部分传递区域。
具体实施方式
附图不仅能用于完善本发明，必要时还可用于限定本发明。
本发明的目的在于提供一种保护装置D，其用于至少确保照明功能(必要时信号功能)，必要时满足特定光学标准，并且必要时能够允许光风格效应。
在下文中，作为非限制性示例认为保护装置D用于配备在车辆上，必要时配备在机动车辆上。然而本发明不限于这种应用。根据本发明的保护装置D可实际上配备在建筑物的墙、玻璃窗或隔壁所包括的任何类型的系统、装备、设施或装置上。
在不同的图1至4中，X方向是与侧边基本上平行的车辆的纵向方向，Y方向是与侧边基本上垂直的车辆的横向方向，Z方向是与纵向方向X和横向方向Y基本上垂直的车辆的竖直方向。
首先参考示出根据本发明的保护装置D的一个实施例的图1和图2。
如图所示，根据本发明的保护装置D包括透明壁PT和光源SL。
在下文中，作为非限制性示例认为透明壁PT是机动车辆的后车窗。然而本发明不限于该类型的透明壁。本发明实际上可以涉及窗户玻璃或者玻璃小窗(baie vitrée)的玻璃或者玻璃橱窗或者家具的一部分。
该透明壁PT例如由玻璃制成或者例如通过模制成型或者通过重力由合成材料制成。
此外，该透明壁PT包括彼此相反的下边缘BI和上边缘BS以及侧边缘BL。
光源SL负责产生光线并且在透明壁PT的边缘BS处发出该光线，以便使光线通过全反射在内表面FI和外表面FE之间的内侧传播，如图2所示。
在图1所示的非限制性示例中，光源SL在透明壁PT的上边缘BS处发光。然而在未示出的实施变型中，光源SL可以在透明壁PT的下边缘BI或者侧边缘BL处发光(这将需要改变内凹部RI的方位，下面将进行描述)。
光源SL可例如包括作为电子电路一部分的至少一个发光二极管(或LED)，优选多个发光二级管。然而在一个实施变型中，光源SL可包括至少一个灯(或灯泡)或光导。
每个发光二极管SL可配置用于发射白光或者有色光、例如在制动灯类型的信号功能的情况下是红色。应当注意，在某些应用中，可使用发光二极管用于发射不同颜色的光。
根据本发明，透明壁PT的内表面FI包括至少一个构成棱镜的内凹部RI，所述棱镜具有由第一圆角部分P1(见图3)限定的至少一个成角度的中央区域，每个棱镜能够经由外表面FE向外传递在透明壁PT的内侧传播光的至少其中一部分，以确保选定的照明功能。
这里应当理解，“成角度的中央区域”指的是在具有主要坡度的另一个倾斜部分P5之前的棱镜PT的一部分。
非常重要的是，第一圆角部分P1这里是凹的，而在一个实施变型中其可以是凸的。
由第一圆角部分P1限定的成角度的中央区域的形成用于，在模制成型或者通过重力制造时，避免限定由粘稠状态的玻璃无法整体填满的棱镜角度，因此保证棱镜RI能够确保选定的照明功能。
应当注意，在后车窗的情况下，选定的照明(或光学)功能是中央制动灯(或者CHMSL)类型的信号功能。然而也可以根据保护装置D所应用的场合设想其它或简单或复杂的照明功能。
在图2和3所示的非限制性示例中，透明壁PT的内表面FI包括三个依次的内凹部RI。然而所述内表面也可以仅包括一个或两个或多于三个内凹部。包括内凹部RI的区域ZT包括在下文中称为传递区域。传递区域ZT是这样的区域，在该区域中光线被棱镜RI向至少一个选定的大体方向送出，例如通过反射、折射或漫射。
应当注意，使用依次的多个内凹部RI可以避免进入透明壁PT的厚度(沿X)中过深。实际上，在透明壁PT的厚度较小的某些应用中(例如在后车窗的情况下)，不能限定大于大约该厚度的五分之一的内凹部RI(这尤其取决于所使用的玻璃或合成材料的类型、所使用的处理方法以及透明壁PT的局部曲率半径)。例如，在玻璃制成并且具有等于大约3mm的厚度的透明壁PT的情况下，不能限定大于大约0.5mm的内凹部RI。如果需要使用具有大约5°的主要坡度以及大约15mm高度的唯一棱镜，该棱镜需要进入透明壁PT中大约1.5mm，这是不可能的，则通过使用每个均具有大约5°的主要坡度以及大约5mm高度的三个棱镜RI，每个棱镜RI仅进入透明壁PT中大约0.5mm，这是完全可以接受的。
优选地，在后车窗的情况下，内凹部RI的深度在大约0.3mm和大约0.6mm之间(然而，尤其可以根据所使用的玻璃或合成材料的类型、所使用的处理方法以及透明壁PT的局部曲率半径设想其它值)，倾斜部分相对于主要坡度P5的倾斜度在大约3°和大约8°之间。
还应当注意，至少一个内凹部(或棱镜)RI可包括由第一圆角部分P1延伸出的第二凸圆角部分P2所限定的成角度的端部区域(这里是第一圆角部分P1的上游)。在图2和3所示的非限制性实施例中，每个第二凸圆角部分P2确保两个依次棱镜RI之间的联接并且使棱镜RI的倾斜部分的末端部分与下一个棱镜RI的第一圆角部分P1相连。
第二凸圆角部分P2的形成用于，在模制成型或者通过重力制造时，避免限定由粘稠状态的玻璃无法整体填满的棱镜的另一角度，因此仍保证棱镜RI能够确保选定的照明功能。
应当注意，每个第二凸圆角部分P2可具有不变或可空间变化(或演变)的曲率半径。同样，每个第一圆角部分P1可具有不变或可空间变化(或演变)的曲率半径。
还应当注意，第一圆角部分P1或第二凸圆角部分P2的每个曲率半径可在大约0.1mm至大约0.5mm之间。作为非限制性示例，第一圆角部分P1的曲率半径等于0.3mm，第二凸圆角部分P2的曲率半径等于0.15mm。
还应当注意，如图4中非限制性所示，至少一个内凹部RI可以通过在倾斜部分P5处相邻的至少两个圆柱(或条纹)部分P3构成。圆柱(或条纹)部分P3用于成角度地发出光线。
还应当注意，通过合理地选择条纹P3的半径，可以形成满足可能需要的调节和/或提供照明功能(必要时信号功能)的光照外观的光斑。
在图4中所示的非限制性示例中，圆柱(或条纹)部分P3是凹的。然而也可以是凸的，或者某些是凹的而另一些是凸的。此外，在该非限制性示例中，圆柱部分P3是基本上竖直的(沿Z)，然而也可以是基本上水平的(沿Y)。
此外，在图4所示的非限制性示例中，圆柱部分P3彼此之间通过联接凸圆角部分P4相连。然而可以省去该联接凸圆角部分P4或者使用基本上平面的联接部分。此外，可以不使用凸联接部分改成使用凹联接部分(尤其是当要连接的圆柱部分P3是凸的时候)。
圆角联接部分P4的形成用于，在模制成型或者通过重力制造时，避免在棱镜RI的倾斜部分P5上限定由粘稠状态的玻璃无法整体填满的角度。
在后车窗的情况下，“沿纵向方向X”，圆柱部分P3的每个曲率半径可例如在大约8mm至大约15mm之间，圆柱部分P3沿纵向方向X的深度(或厚度)可例如在大约0.2mm至大约0.4mm之间，每个圆柱部分P3沿横向方向Y延伸的长度可例如在大约3mm至大约8mm之间，可能的联接部分P5“沿纵向方向X”的每个曲率半径可例如在大约0.2mm至大约5mm之间，每个联接部分P4沿横向方向Y延伸的长度可例如在大约0.5mm至大约2mm之间。
本发明不限于以上描述的仅作为示例的保护装置和车辆的实施例，而是包括本领域技术人员在以下权利要求的范围中所能设想的所有变型。

Claims (12)

1.一种保护装置(D)，其包括：设置有内表面(FI)和外表面(FE)的透明壁(PT)以及光源(SL)，所述光源在所述透明壁(PT)的边缘(BS)处发光，使得所述光在所述内表面(FI)和所述外表面(FE)之间的内侧传播，所述内表面(FI)包括至少一个构成棱镜的内凹部(RI)，所述棱镜具有至少一个成角度的中央区域，所述至少一个成角度的中央区域由第一凹圆角部分限定或者相反由延伸所述第一圆角部分(P1)的第二凸圆角部分(P2)限定，所述棱镜能够经由所述外表面(FE)向外传递在内侧传播的光的至少其中一部分，以确保选定的照明功能，其特征在于，圆角部分(P1、P2)的曲率半径根据透明壁(PT)的构成材料的粘度确定。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括依次放置的至少两个内凹部(RI)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二凸圆角部分(P2)具有不变的曲率半径。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二凸圆角部分(P2)具有变化的曲率半径。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一圆角部分(P1)具有不变的曲率半径。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一圆角部分(P1)具有变化的曲率半径。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述曲率半径在大约0.1mm至大约0.5mm之间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个内凹部(RI)由相邻的至少两个圆柱部分(P3)构成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述透明壁(PT)由玻璃制成或者由合成材料制成。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述透明壁(PT)构成车辆的后车窗。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述选定的照明功能是中央制动灯类型的信号功能。
12.一种包括至少一个根据上述权利要求中任一项所述的保护装置(D)的车辆。
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