CN104813100B - 后表面具有锥形轮廓并且包括限定在焦线上的散射元件的光导照明装置 - Google Patents

后表面具有锥形轮廓并且包括限定在焦线上的散射元件的光导照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种照明装置(D)，其包括：至少一个光导(GL)，所述至少一个光导沿线路延伸并且包括相对的两个端部(E1，E2)，至少其中一个端部与产生光子的光源(SL)联接；以及由前表面(FV)和后表面(FR)限界的芯部(CG)，所述前表面具有第一锥形轮廓，所述后表面镀有金属并且具有与位于所述芯部(CG)中的焦线(LF)相关联的第二锥形轮廓。所述芯部(CG)包括在所述焦线(LF)上的至少一个散射元件(ED)，所述至少一个散射元件适用于将到达所述至少一个散射元件的特定光子向所述后表面(FR)传送，以使所述后表面沿基本与预先限定的方向平行的方向向所述前表面(FV)反射光子，以限定至少部分执行光度测量功能和/或确保发光风格效果的至少一束光。

Description

后表面具有锥形轮廓并且包括限定在焦线上的散射元件的光 导照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，所述照明装置包括与至少一个光源联接的至少一个光导。
背景技术
此处将“照明装置”理解为可保证照明功能或信号功能、又或装饰用的发光效果的发光装置。
在一些领域中，例如在车辆、任选地机动车辆的领域中，例如在光学模块内使用至少一个光导，所述光导沿线路(任选地曲线型线路)延伸并且包括相对的两个端部，其中至少一个端部与负责供应光子的光源联接，以及使用由前表面和后表面限界的芯部。光子通过在内表面上的全反射传播并且向外部传送，以至少部分执行光度测量功能和/或保证发光风格效果。
由于通过前表面向外部传送光子的困难性，该类型的光导既不提供良好的效率也不提供多样化的发光风格效果，已提出将凹面反射镜布置在后表面前方或在后表面上定义起伏部，以优先向前表面反射光子。这些解决方法的确能够显著改善向前表面传送光子的效率，但是这些解决方法基本不能增加发光风格效果的多样性，并且因此基本不能增加产生发光信号的可能性。此外，尤其在一些光度测量性能需达到遵守规定时，这些解决方法不能够容易地引出深度效果、立体(或3D)效果或亮度渐变效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于改善该情况的可选解决方法。
本发明为此提供了一种照明装置，所述照明装置包括：至少一个光导，所述至少一个光导沿线路延伸并且包括相对的两个端部，其中至少一个端部与产生光子的光源联接；以及由前表面和后表面限界的芯部。
所述照明装置的特征在于：
-前表面具有第一锥形轮廓，所述后表面镀有金属并且具有与位于所述芯部中的焦线相关联的第二锥形轮廓，并且
-芯部包括在所述焦线的至少一部分上的至少一个散射元件，所述至少一个散射元件适用于将到达所述至少一个散射元件的特定光子向所述后表面传送，以使所述后表面沿基本与预先限定的方向平行的方向向所述前表面反射光子，以限定至少部分执行光度测量功能和/或确保发光风格效果的至少一束光。
还可得到非常多样化的发光风格效果(3D效果、深度效果、光度测量功能的光密度控制、均匀性控制)和/或不同的光度测量功能，而无需使用附加构件。
根据本发明的照明装置可具有分开或组合的其它特征，尤其是：
-每个散射元件可以在所述芯部中被限定为由激光束散射的点云形式；
-每个散射元件都可具有(至少)在圆锥台形状和圆柱形形状中选择的整体形状；
-散射元件具有可根据其相对于所述光源的远离程度变化的整体形状和/或密度和/或离散度；
所述散射元件具有可随其相对于所述光源的远离程度增大的横截面；
散射元件的密度可随其相对于所述光源的远离程度的增大而增大；
散射元件的离散度可随其相对于所述光源的远离程度的增大而减小；
-第一轮廓可为半圆形；
-第二轮廓可为半抛物线形；
-照明装置可包括与至少两个光源分别联接的至少两个光导；
-与所述光源相对的端部可镀有金属，以向芯部反射到达所述端部的光子。作为变型，两个端部可与两个光源分别联接。
本发明还提供了一种光学模块，所述光学模块包括至少一个前述类型的照明装置。
本发明可例如在车辆领域、任选地在机动车辆领域中使用。
附图说明
通过阅读以下详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图中：
-图1示意性示出根据本发明的照明装置实施例的透视图，以及
-图2示意性示出由图1的照明装置的散射元件反射的光子轨迹的剖面图。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种具有光导GL的照明装置D，所述照明装置能够至少部分执行光度测量功能和/或能够得到多种发光风格效果。
在下文中，作为非限制性示例，照明装置D被考虑为属于车辆、任选地机动车辆的(未示出的)光学模块。但是本发明不限制于该应用。根据本发明的照明装置D事实上可装备所有类型的系统、设备或装置，包括建筑物的内墙或外墙(任选地设置有用于保护电子仪器的附加密封部件)。
注意到光学模块还可为前灯(或前照灯)、尾灯。作为非限制性示例，照明装置D可确保或参与日行灯(或DRL“Daytime running Light(或Lamp)”-在车辆运行时自动点亮的发光信号))或第三(后)刹车灯功能。
在图1和2中，方向X为纵向方向，方向Y为基本与纵向方向X垂直的横向方向，以及方向Z为基本与纵向方向X和横向方向Y垂直的竖直方向。
参照图1来描述根据本发明的照明装置D的实施例。
如图所示，根据本发明的照明装置D包括至少一个光导GL和至少一个光源SL。
在图1中所示的非限制性示例中，(照明)装置D仅包括唯一的光导GL。但是所述装置可包括多个光导，至少两个，任选地层状配置，任选地具有不同形状，并且每个光导都具有与光源SL联结的至少一个端部。
每个光导GL包括彼此相对的两个端部E1和E2，并且其中至少一个端部与光源SL连接。
在图1中所示的非限制性示例中，光导GL的两个端部中仅第一端E1与光源SL联接。但可考虑两个端部E1和E2每个都与光源SL联接，以加强由光导GL确保的照明均匀性和/或照明强度，和/或形成风格效果。
由光源SL产生的(光线的)光子穿入光导GL的这里位于第一端E1位置处的端面并且在由前表面FV和后表面包围的芯部CG内部传播。注意到在光导GL内部引导光子全。
每个光源SL可包括至少一个发光二极管(或LED)或激光二极管，所述发光二极管或激光二极管的光子发射端基本抵靠光导GL的第一端部E1的端面布置，所述第一端部选择用于发射光子。
注意到在使用发光二极管或激光二极管时，所述发光二极管或激光二极管有利地被安装在支撑板上，所述支撑板用于至少能够控制所述发光二极管或激光二极管以及为所述发光二极管或激光二极管供电。该支撑板可例如为坚硬或(“Flex”型)柔性的PCB(“Printed Circuit Board”)型印刷电路板。
每个发光二极管或激光二极管SL能够或者例如通过粘帖或通过嵌接在限定于发射端面上的开口中而与光导GL直接联接，或是例如通过支撑板而与光导GL间接连接。此外，每个发光二极管或激光二极管SL可配置用于发射白光或彩色光。另一方面，由于存在至少两个发光二极管或激光二极管SL，所述发光二极管或激光二极管配置用于发射不同或相同颜色的光。
每个光导GL沿线路延伸，在示出的非限制性示例中所述线路为与横向方向Y平行的直线。但是每个光导GL都可沿具有至少一个弯曲部的曲线线路延伸。当线路具有多个(至少两个)弯曲部时，这些弯曲部可任选地在不同平面上。注意到由于存在多个光导GL，这些光导GL可具有不同的形状(和因此任选的弯曲部)。
此外，每个光导GL都可用塑料材料或玻璃实施。
根据本发明，光导GL的前表面FV具有第一锥形轮廓，后表面FR镀有金属并且具有与位于芯部CG中的焦线LF相关联的第二锥形轮廓。每个锥形轮廓通过在锥形表面上沿指定方向“挤压”得到。
后表面FR通过锥形线沿光导GL延伸的线路移动来限定，所述光导因此不具有唯一焦点但具有焦线LF。在图1中所示的非限制性示例中，通过沿横向方向Y的抛物线的平移来限定后表面FR，因此光导GL具有(与横向方向Y平行的)线状焦线LF。
注意到在图1和2中所示的非限制性示例中，第一轮廓为半圆形的以及第二轮廓为半抛物线形的。由于为锥形轮廓，可考虑其它形状的轮廓。
还注意到如图2所示，基本经过焦线LF并且被引向金属后表面FR的光子沿基本与预先限定的方向平行的方向反射，(当第二锥形线为抛物线形时)所述预先限定的方向由该第二锥形线的轴线限定。该轴线这里与纵向方向X平行。
仍然根据本发明，芯部CG包括在焦线LF的至少一部分上的至少一个散射元件ED，所述至少一个散射元件适用于传送达到后表面FR的一些光子，以使后表面FR沿基本与预先限定的方向(这里为X方向)平行的方向向前表面FV反射光子，以限定至少部分执行光度测量功能和/或确保发光风格效果的至少一束光。
表述“至少部分执行”这里表示装置D提供至少一束光，所述至少一束光之后将(例如通过光学模块的反射镜或滤光镜又或透镜)被处理，以实现光度测量功能，或不被处理而因此实现光度测量功能。
注意到平行性在这里为大体趋势。
还注意到“散射元件”这里为被限定在芯部CG体积内的元件，以使光子偏转达到空间内的任意方向处。照明时，散射元件ED包括第二光源，所述第二光源的一部分照射光将到达(金属)后表面FR。当该后表面FR为抛物柱面并且光源基本位于抛物线的焦线LF上时，由该光源传送的光子被后表面FR沿基本与抛物线的轴线平行的方向反射。
在从正面(即从前表面FV侧)观察光导GL时，散射元件ED的线路和后表面FR发光。
优选地，每个散射元件ED都被实施为由激光束散射的点(或中心)云形式，所述激光束基本集中在焦线LF上，以使构成芯部CG的材料局部烧毁或变形。
此外，如图2所示，一旦散射元件ED适用于散射光子，该散射元件可具有不同的大体形状。散射(或中心)点的典型尺寸为微米数量级。构成散射元件ED的散射点的空间分布可为锥形或圆柱形形状。在图1的示例中，锥体或圆柱体的轴线基本沿横向方向Y对齐。例如，在大体圆柱形形状的情况下，散射元件ED(在平面XZ上)的横向截面的直径可大约等于1毫米。
另一方面，根据需要，尤其根据想得到发光风格效果，散射元件ED可具有随其远离光源SL而变化的整体形状和/或密度和/或离散度。
例如，散射元件ED可具有随其远离光源SL而增大的(在平面XZ上的)横向截面，以在前表面FV的输出端提供密度基本不变以及因此均匀的至少一束反射光线。事实上可以理解，离光源SL越远，光子数量越少，以及因此散射元件ED的横向截面应越大，以增加光子到达的概率。
在变型或补充型式中，散射元件ED的密度(即平方毫米云的散射点数量)可随散射元件ED远离光源SL而增大。这还能够在前表面FV的输出端提供亮度基本不变以及因此均匀发光的至少一束反射光线。事实上可以理解，离光源SL越远，光子数量越少，以及因此散射元件ED的密度应越大，以增加体积不变的光子到达的概率。
同样在变型或补充型式中，散射元件ED的离散度(或散射元件ED之间的距离)可随散射元件ED远离光源SL而减小。这还能够在前表面FV的输出端提供亮度基本不变以及因此均匀发光的至少一束光线。事实上可以理解，离光源SL越远，光子数量越少，以及因此散射元件ED的离散度应越小，以增加体积不变的光子到达的概率。
通过对整体形状和/或密度和/或离散度和/或散射元件ED在焦线LF全部范围上限定的设定，可在装置D的输出端传送至少部分执行多种不同的光度测量功能和/或保证多种不同的发光风格效果、尤其是深度效果和/或立体(或3D)效果和/或亮度渐变效果的一束或多束光线。
这里“立体(或3D)效果”理解为在装置D运行时给予观察者体积和/或厚度和/或丰富(charnu)特征的感受。
注意到为了更大地增加不同的发光风格效果的数量，还可在前表面FV和/或在芯部CG中(例如以点集的形式)限定线路，任选地存在起伏部(凹槽或肋或三维(3D)图案，任选地可反射))。
本发明提供了多种优点，其中：
-非常多样化的发光风格效果(3D效果、深度效果、光度测量功能的光密度控制、均匀性控制)，
-由于未设置反射镜、平面镜或附加屈光面，减少了构件数量，以及因此降低了制造成本，
-使用高度准直(collimaté)的光源，例如激光二极管，
-在限定信号灯所需的发光分布时对光束散射的精确控制，
-由于尤其具有激光束的散射元件的限定精确度，增加了选定的光度测量功能的整体效率。

Claims (13)

1.一种照明装置(D)，其包括：至少一个光导(GL)，所述至少一个光导沿线路延伸并且包括相对的两个端部(E1，E2)，至少其中一个端部与产生光子的光源(SL)联接；以及由前表面(FV)和后表面(FR)限界的芯部(CG)，其特征在于，所述前表面(FV)具有第一锥形轮廓，所述后表面(FR)镀有金属并且具有与位于所述芯部(CG)中的焦线(LF)相关联的第二锥形轮廓，所述第二锥形轮廓为半抛物线形，所述芯部(CG)包括在抛物线的所述焦线(LF)的至少一部分上的至少一个散射元件(ED)，所述散射元件(ED)包括第二光源，所述第二光源基本位于所述焦线(LF)上且所述第二光源的一部分照射光将到达所述后表面(FR)，所述至少一个散射元件适用于将到达所述至少一个散射元件的由所述第二光源传送的特定光子向所述后表面(FR)传送，以使所述后表面(FR)沿基本与抛物线的轴线平行的方向向所述前表面(FV)反射光子，以限定至少部分执行光度测量功能和/或确保发光风格效果的至少一束光。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，每个散射元件(ED)在所述芯部(CG)中被限定为由激光束散射的点云形式。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，每个散射元件(ED)都具有在至少包括圆锥台形状和圆柱形形状的集合中选择的整体形状。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，所述散射元件(ED)具有可根据其相对于所述光源(SL)的远离程度变化的整体形状和/或密度和/或离散度。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述散射元件(ED)具有随其相对于所述光源(SL)的远离程度增大的横截面。
6.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，散射元件(ED)的所述密度随其相对于所述光源(SL)的远离程度的增大而增大。
7.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，散射元件(ED)的所述离散度随其相对于所述光源(SL)的远离程度的增大而减小。
8.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述第一锥形轮廓为半圆形。
9.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括与至少两个光源(SL)分别联接的至少两个光导(GL)。
10.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，与所述光源(SL)相对的端部(E2)镀有金属，以向芯部(CG)反射到达所述端部的光子。
11.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述两个端部(E1，E2)与两个光源(SL)分别联接。
12.一种光学模块，其特征在于，所述光学模块包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(D)。
13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括至少一个根据权利要求12所述的光学模块。
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