CN104903148A - 混合式尾灯制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尾灯制品(100)，所述尾灯制品包括光学透明光导(110)，所述光学透明光导具有光发射前表面(112)和相背对的后表面(114)以及将所述前表面(112)与所述后表面(114)分开的侧表面(118)。第一光源(120)被构造成引导光进入侧表面(118)中并指示第一信号功能。多个光提取特征结构(116)位于光学透明光导(110)上或位于光学透明光导(110)内，并被构造成引导来自第一光源(120)的光通过发射表面(112)离开。光反射元件(130)和后表面(114)间隔开并限定可由观察者观察到的腔(135)。

Description

混合式尾灯制品
技术领域
本公开涉及尾灯制品，并且具体地涉及包括光学透明光导的尾灯制品，该光学透明光导提供车辆信号功能和美观功能。
背景技术
近来，汽车工业已经在尾灯、头灯和其它信号灯应用中采用了LED技术。在一些情况下，使用LED与白炽光技术的组合。在其它情况下，灯具仅使用LED作为光源。注意到具有数十个或者甚至多于一百个LED的尾灯。一般来讲，已经使用了自由空间光学器件。伴随此类方法的缺点包括对要求更大行李箱空间的巨大的腔的需求，以及与容纳灯具的车架的通常必要的金属加工相关联的另外的间接成本。
最近，已经提出了固体光导以用于后行驶灯或用于装饰性目的。一般来讲，这些固体光导引入了大体积、沉重，以及在它们的光发射中在不使用其它光学元件诸如扩散器的情况下不特别均匀的挑战。此类光学元件增加另外的复杂性、成本且降低光亮度。来自这些光导的光提取通常通过在波导厚度上的改变而发生。这要求波导的一端更厚，导致增大的体积。还提供了发射方向的极小的独立控制。另选地，提取可随着一个表面的结构修改或通过着色的点发生，其中任一个可阻塞通过光导的可视性。
从装饰的角度来看，LED是在标准观看距离容易分辨的点光源。LED已经被用于直接点亮信号功能，然而，由于亮度、炫光和其它原因该点光源外观可能不吸引观察者。另外，车辆尾灯组件包含多重信号功能。这些信号功能中的每个具有独特的颜色、均匀度和强度要求。在车辆夜间运行期间可操作的行驶灯通常是红光或红色-琥珀色光。间歇激活的停车灯经常与行驶灯颜色相同但通常更强烈。倒车灯通常是白光，以及最后，信号灯通常是黄光、琥珀色光或红光。
发明内容
本公开涉及尾灯制品，并且具体地讲涉及包括光学透明光导的尾灯制品，该光学透明光导提供车辆信号功能和美观功能。尾灯包括腔，该腔可包括直接点亮信号功能和通过光学透明光导特别是在“关闭”状态中可观察的其它美观特征。
在本公开的一方面中，尾灯制品包括光学透明光导，该光学透明光导具有光发射前表面、相背对的后表面，以及将前表面与后表面分开的侧表面。第一光源被构造成引导光进入侧表面中并指示第一信号功能。多个光提取特征结构定位在光学透明光导上或定位在光学透明光导内，并且被构造成引导来自第一光源的光通过发射表面离开。光反射元件与光学透明光导的后表面间隔开，并限定可由观察者观察到的腔。
在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构设置在光学透明光导的后表面上或与光学透明光导的后表面相邻设置。在一个或多个实施例中，腔具有在1mm至50mm的范围内的厚度。在一个或多个实施例中，第一光源被构造成引导有色光进入侧表面中。
在一个或多个实施例中，光学透明光导是弯曲的。在这些实施例中的许多实施例中，多个光提取特征结构被设置在光学透明光导的前表面上或与光学透明光导的前表面相邻设置。
在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有在5微米至750微米的范围内的特征尺寸。在一个或多个实施例中，粘合剂被设置在尾灯制品的后表面上以将尾灯制品固定到车辆。在一个或多个实施例中，光反射元件为有色的。在一个或多个实施例中，光反射元件包括可由观察者观察到的标记或图形元件。在一个或多个实施例中，尾灯制品具有在2cm至30cm的范围内的总厚度。在一个或多个实施例中，光反射元件反射至少70％的入射光或至少90％的入射光。
在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括设置在腔内提供第二信号功能的第二光源。在一个或多个实施例中，第一信号功能是行驶灯功能或转向信号功能，并且第二信号功能是制动信号功能或倒车信号功能。
在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括设置在腔内指示第三信号功能的第三光源，其中第一信号功能、第二信号功能和第三信号功能均为不同的信号功能。在一个或多个实施例中，第二光源或第三光源引导光通过光学透明光导。
在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括指示第四信号功能的第四光源，并且第四光源设置在尾灯制品内。在一个或多个实施例中，第一信号功能、第二信号功能、第三信号功能和第四信号功能是行驶灯功能、制动灯功能、倒车灯功能和转向信号功能的组合。
本发明的一个或多个实施例的细节在附图和以下说明书中陈述。根据说明书和附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目标和优点将显而易见。
附图说明
结合附图，参考以下对本公开的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本公开，其中：
图1是具有例示性尾灯的车辆的示意性透视图；
图2是例示性尾灯的示意性剖视图；
图3是弯曲的例示性尾灯的示意性剖视图；
图4是例示性光提取特征结构的示意性透视图；以及
图5是另一个例示性光提取特征结构的示意性透视图。
具体实施方式
在以下详细说明中，参考形成本说明一部分的附图，并且在附图中通过例证的方式示出若干具体实施例。应该理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，设想并可做出其它实施例。因此，以下的详细说明不具有限制性意义。
除非另外指明，否则本文所用的所有科学与技术术语具有本领域常常使用的意义。本文给出的定义有利于理解本文频繁使用的某些术语，且并不意味着限制本公开的范围。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，这些近似值可以变化。
除非上下文另外明确指出，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一种”、“一个”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施例。如本说明书和所附权利要求书中所使用，术语“或”一般以包括“和/或”的意思使用，除非上下文另外明确指出。
与空间相关术语，包括但不限于“下面”、“上面”、“在…下面”、“在…之下”、“在…之上”和“在顶部”，如果在本文使用，则用于便于描述一个元件相对于另一个元件的空间关系。此类空间相关术语涵盖除示于附图中并且在本文描述的特定取向之外的设备在使用或运行中的不同取向。例如，如果图中所示出的对象翻过来或翻转过来，那么先前描述的在其它元件下方或下面的部分就在这些其它元件上方。
如本文所用，例如当元件、部件或层描述为与另一元件、组件或层形成“一致界面”，或在另一元件、部件或层“上”、“连接到”、“耦合到”或“接触”另一元件、部件或层时，其可以直接在所述元件、部件或层之上，直接连接到，直接耦合到，直接接触所述特定元件、部件或层，或者居间的元件、部件或层可能在所述特定元件、部件或层之上，或连接到、耦合到或接触所述特定元件、部件或层。例如，当元件、部件或层被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”、“直接耦合到”或“直接接触”另一元件时，则没有居间的元件、部件或层。
如本文所用，“具有”、“包括”、“包含”等以其开放性的含义使用，并且通常是指“包括但不限于”。应当理解，术语“由…组成”和“基本上由…组成”包括在术语“包含/包括”等的范围内。
术语“光学透明的”是指对观察者透明的元件，使得观察者可以容易地识别被光学透明元件与观察者分开的物体是什么。可见光可透射通过光学透明元件。在许多实施例中，光学透明元件是无色的诸如透明的玻璃。虽然在光学透明区中可存在提取器或提取特征部，但是它们的密度和尺寸足够小以使得能够实现光学透明度，如下所述。
术语“信号功能”是指行驶灯指示、制动灯指示、倒车灯指示或转向灯指示的灯指示。
本公开涉及尾灯制品，并且具体地涉及包括光学透明光导的尾灯制品，除其它方面之外，该光学透明光导还提供车辆信号功能和美观功能。尾灯包括腔，该腔可包括直接点亮的信号功能和通过光学透明光导特别是在“关闭”状态中可观察的其它美观特征。光学透明光导和对应的尾灯制品可以是弯曲的，并沿着光学透明光导的弯曲部分和非弯曲部分均匀地发光。所公开的尾灯制品包括提供车辆信号功能和美观功能的光学透明光导，并且它们通过在腔中结合视觉元素(例如，深度)产生引起关注的“关闭”状态来提供增强的设计灵活性，该腔可以通过光学透明光导观察。虽然本公开不受此限制，但是通过讨论下面提供的示例，将认识到本公开的各个方面。
图1是具有例示性尾灯100的车辆1的示意性透视图。图2是例示性尾灯100的示意性剖视图。图3是弯曲的例示性尾灯100的示意性剖视图。虽然尾灯制品100示出为在车辆1后部上的矩形元件，但是应理解尾灯制品100可具有任何可用的形状并可被放置在车辆上任何可用的位置。例如，就弯曲尾灯，诸如在图3中所示的尾灯而言，尾灯可围绕车辆的后部拐角弯曲，使得尾灯的一部分与车的后部共面或近似共面，并且尾灯的一部分与车的侧面共面或近似共面。
在许多实施例中，尾灯制品100包括光学透明光导110，其具有光发射前表面112和相背对的后表面114以及侧表面118，该侧表面将前表面112和后表面114分开。光学透明光导110可以如图2所示是平坦的或平面的，或如图3所示是弯曲的。
可见光102可透射通过光学透明光导110，使得观察者101可识别在尾灯制品100的腔135内是什么。在一个或多个实施例中，标记或图形元件可以被设置在尾灯制品100的腔135内。可见光102可从外部环境透射通过光学透明光导110并且从标记或图形元件反射并返回到观察者101，使得观察者101可观察在尾灯制品100的腔135内的标记或图形元件。标记或图形元件可以是提供例如结构化的、小平面化的或宝石样的外观的任何可用的标记或图形元件。在一些实施例中，标记可以是车辆的品牌或型号名称。
第一光源120被构造成引导光进入光学透明光导110的侧表面118中。在一个或多个实施例中，第一光源120指示第一信号功能。第一信号功能是行驶灯指示、制动灯指示、倒车灯指示或转向灯指示的灯指示。在许多实施例中，第一信号功能是红色行驶灯信号功能。在这些实施例中，第一光源120被构造成引导红光进入光学透明光导110的侧表面118中。第一光源120可以是任何可用的光源并且可以是一个或多个光源。在一个或多个实施例中，例如，第一光源120是固态光源诸如光发射二极管(LED)。
多个光提取特征结构116位于光学透明光导110之上或之内。光提取特征结构116被构造成引导来自第一光源的光122120通过反射面112离开。在一个或多个实施例中，光提取特征结构116被设置在光学透明光导110的后表面114上，如图2和图3所示。在一些实施例中，光提取特征结构116被设置在光学透明光导110的前表面112上，如图3所示，特别是在利用弯曲光导110的实施例中。弯曲光导110具有沿着弯曲光导提供均匀照明的另外挑战。
图4是例示性光提取特征结构116的示意性透视图。图5是另一个例示性光提取特征结构116的示意性透视图。提取特征部116可具有引导光离开光学透明光导110的任何可用的形状。在一个或多个实施例中，提取特征部116通常在观察者101的观察下101不可识别。在许多实施例中，提取特征部116被图案化以提供来自第一光源120的沿着光学透明光导110的整个侧向尺寸的均匀照明。在一些实施例中，光提取特征结构116形成图案，所述图案作为可由观察者观察到的标记或图形元件进行照明。
为了本说明书的目的，其中方向对应于坐标系的所提供的轴线(参见图4和图5)，例如y轴，其可称为例如“y方向”。z方向垂直于x方向，光导110发射表面112沿着x方向延伸。y方向垂直于x方向和z方向，并且在平面外方向上从光导110发射表面112延伸。
为了沿着y方向引导初始通常沿着z方向传播的信号功能光，有必要适当地选择正确的光提取元件形状、取向和潜在的间距。在本说明书中设想多个不同形状的光提取元件，例如，光提取特征结构116可以是棱柱形、圆锥形、非球面圆锥形、截棱柱形、截锥形、截顶非球面圆锥形、楔形、半球形、圆锥曲线形或截顶圆锥曲线形。这些形状和其它适当的光提取特征结构的进一步说明，以及制备此类形状的可能方法可以在共同拥有的美国专利7,941,013(Martilla等人)中找到，其相关部分以引用方式并入本文中。在共同拥有的美国专利申请公布2012/0126038(Carpenter等人)中另外描述了形成适当的光提取特征结构的方法，该专利申请公布的相关部分以引用方式并入本文中。
在一个或多个实施例中，光提取特征结构116可以是楔形的，如图4和图5所示。图4所示的楔形是具有负圆柱形垂度的楔形。图5所示的楔形是具有正圆柱形垂度的楔形。在本说明书中设想这些形状均为适当的光提取器116形状。这些光提取特征结构突出到固体光导中。
另外重要的是在图4和图5中相对于来自第一光源120的入射光将光提取特征结构116正确取向。这提供了在本说明书中所期望的光的选择性提取。小平面或光反射面216面向第一光源120(例如沿着z方向)，并沿着y方向(例如)反射从第一光源120发射的信号功能光122，且将其反射离开光学透明光导110。入射在侧表面218上，或除了小平面或光反射面216之外的任何表面上的光将基本上不在y方向上反射光122，并且引导光122离开光学透明光导110。
在一个或多个实施例中，提取特征部116可以不表现出选择性。实例包括圆锥形、非球面形或表现出围绕垂直于光导的轴线旋转对称的其它形状。
在一个或多个实施例中，光提取特征结构116具有在5微米至750微米或30微米至600微米的范围内的特征尺寸(例如，最大侧向尺寸)。在一些实施例中，光提取特征结构的尺寸随着距光源距离的增大而增大。一般来讲，提取效率应随着距光源距离的增大而提高，从而维持跨光导顶表面的均匀提取。在一些实施例中，光提取特征结构的尺寸随着距光源距离的增大而增大。在一些实施例中，通过取向、定位或增大光提取特征结构密度或其它措施来提高提取器效率。
正确确定光提取特征结构的尺寸和间距提供“光学透明的”外观。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有在5微米至600微米的范围内的特征尺寸(即，最大侧向尺寸)，和在125微米至725微米的范围内的平均间距(即，最小横向距离)，其中较小的光提取特征结构可以比较大的光提取特征结构彼此间隔更远。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有在20微米至450微米的范围内的特征尺寸(即，最大侧向尺寸)，和在125微米至725微米的范围内的平均间距(即，最小横向距离)。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有在30微米至350微米的范围内的特征尺寸(即，最大侧向尺寸)，和在125微米至725微米的范围内的平均间距(即，最小横向距离)。在一些实施例中，光提取特征结构的一部分对观察者101可以是可见的，并且可以具有在3000微米至6000微米的范围内的尺寸。
光反射元件130可以与光学透明光导110的后表面114间隔开，并限定可由观察者101观察到的腔135。在一个或多个实施例中，腔135为具有在1mm至50mm或1mm至30mm或1mm至20mm的范围内的厚度t的空气空间。
在一个或多个实施例中，光反射元件130是镜膜或蒸汽涂覆的金属层。光反射元件130反射入射光102的至少70％或至少90％。在一个或多个实施例中，光反射元件130为有色的，例如，以匹配车辆1的外部颜色。在一个或多个实施例中，光反射元件130包括可由观察者观察到的标记或图形元件。标记或图形元件可以是例如提供结构化的、小平面化的或宝石样的外观的任何可用的标记或图形元件。在一个或多个实施例中，在“关闭状态”(例如，当尾灯100不指示信号功能)期间，光反射元件130(将“深度”提供给外观)和/或标记或图形元件可以被观察者观察到以提供独特的美观特征。
在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括提供第二信号功能并被设置在腔135内的第二光源150。在一个或多个实施例中，第一信号功能是行驶灯功能或转向信号功能，并且第二信号功能是制动信号功能或倒车信号功能。在许多实施例中，第二光源150引导光155通过光学透明光导110。
在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括指示第三信号功能的被设置在腔135内的第三光源160。第一信号功能、第二信号功能和第三信号功能可以是不同的信号功能。在一个或多个实施例中，第三光源160引导光165通过光学透明光导110。
在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括指示第四信号功能的第四光源170，并且第四光源被设置在尾灯制品100内。在一个或多个实施例中，第一信号功能、第二信号功能、第三信号功能和第四信号功能是行驶灯功能、制动灯功能、倒车灯功能和转向信号功能的组合。在许多实施例中，第四光源170被设置在腔135内，并且引导光175通过光学透明光导110。
在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括被设置在尾灯制品100的后表面132上的粘合剂140。粘合剂140可以被构造成将尾灯制品100固定到车辆1。在许多实施例中，粘合剂140是压敏粘合剂。
尾灯制品可具有任何可用厚度。本文所述的尾灯制品100的一个例示性优点是用于固定到车辆上的薄形状因数。在一个或多个实施例中，尾灯制品100的总厚度T在2cm至30cm的范围内或2cm至20cm的范围内或2cm至10cm的范围内。
下面是本公开的项目的列表：
项目1是尾灯制品，包括：
光学透明光导，所述光学透明光导具有光发射前表面和相背对的后表面以及将前表面与后表面分开的侧表面；
第一光源，所述第一光源被构造成引导光进入侧表面中，所述第一光源指示第一信号功能；
多个光提取特征结构，所述多个光提取特征结构位于光学透明光导上或位于学透明的光导内，所述光提取特征结构被构造成引导来自所述第一光源的光通过所述发射表面离开；以及
光反射元件，所述光反射元件与光学透明光导的后表面间隔开，并限定可由观察者观察到的腔。
项目2是根据项目1所述的尾灯制品，其中多个光提取特征结构设置在光学透明光导的后表面上或与光学透明光导的后表面相邻设置。
项目3是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中腔具有在1mm至50mm的范围内的厚度。
项目4是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中第一光源被构造成引导有色光进入侧表面中。
项目5是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中光学透明光导是弯曲的。
项目6是根据项目5所述的尾灯制品，其中光提取特征结构的一部分设置在光学透明光导的前表面上或与光学透明光导的前表面相邻设置。
项目7是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中光提取特征结构具有在5微米至750微米的范围内的特征尺寸。
项目8是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中粘合剂被设置在尾灯制品的后表面上，所述粘合剂被构造成将尾灯制品固定到车辆。
项目9是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中光反射元件为有色的。
项目10是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中光反射元件包括可由观察者观察到的标记或图形元件。
项目11是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中尾灯制品具有在2cm至30cm的范围内的总厚度。
项目12是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，还包括设置在腔内提供第二信号功能的第二光源。
项目13是根据项目12所述的尾灯制品，还包括设置在腔内指示第三信号功能的第三光源，其中第一信号功能、第二信号功能和第三信号功能均为不同的信号功能。
项目14是根据项目12或项目13所述的尾灯制品，其中第二光源或第三光源引导光通过光学透明光导。
项目15是根据项目12至项目14中任一项所述的尾灯制品，其中第一信号功能是行驶灯功能或转向信号功能，并且第二信号功能是制动信号功能或倒车信号功能。
项目16是根据项目12至项目14中任一项所述的尾灯制品，还包括指示第四信号功能的第四光源，所述第四光源被设置在尾灯制品内，其中第一信号功能、第二信号功能、第三信号功能和第四信号功能是行驶灯功能、制动灯功能、倒车灯功能和转向信号功能的组合。
项目17是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中光反射元件反射至少70％的入射光。
项目18是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中光反射元件反射至少90％的入射光。
项目19是根据前述项目中任一项所述的尾灯制品，其中光提取特征结构形成图案，所述图案作为可由观察者观察到的标记或图形元件进行照明。
公开了本公开的实施例。所公开的实施例仅为举例说明而非限制之目的而给出。上述实现和其它实现均在以下权利要求书的范围内。本领域的技术人员将会知道，本公开可以通过除所公开的那些实施例之外的实施例进行实施。本领域的技术人员将会知道，可以在不脱离本公开基本原理的前提下对上述实施例和实现的细节做出多种更改。另外，在不脱离本公开的实质和范围的前提下，本发明的各种修改和更改对本领域技术人员将是显而易见的。因此，本申请的范围应当仅由以下权利要求书确定。

Claims (10)

1.一种尾灯制品，包括：
光学透明光导，所述光学透明光导具有光发射前表面和相背对的后表面以及将所述前表面与所述后表面分开的侧表面；
第一光源，所述第一光源被构造成引导光进入所述侧表面中，所述第一光源指示第一信号功能；
多个光提取特征结构，所述多个光提取特征结构在所述光学透明光导上或在所述光学透明光导内，所述光提取特征结构被构造成引导来自所述第一光源的光通过所述发射表面离开；以及
光反射元件，所述光反射元件与所述光学透明光导的后表面间隔开并限定能够由观察者观察到的腔。
2.根据权利要求1所述的尾灯制品，其中所述多个光提取特征结构设置在所述光学透明光导的后表面上或与所述光学透明光导的后表面相邻设置。
3.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述光反射元件为有色的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述光反射元件包括能够由观察者观察到的标记或图形元件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，还包括设置在所述腔内提供第二信号功能的第二光源。
6.根据权利要求5所述的尾灯制品，还包括设置在所述腔内指示第三信号功能的第三光源，其中所述第一信号功能、所述第二信号功能和所述第三信号功能均为不同的信号功能。
7.根据权利要求5或6所述的尾灯制品，其中所述第二光源或所述第三光源引导光通过所述光学透明光导。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的尾灯制品，其中所述第一信号功能是行驶灯功能或转向信号功能，并且所述第二信号功能是制动信号功能或倒车信号功能。
9.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述光反射元件反射至少70％的入射光。
10.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述光提取特征结构形成图案，所述图案作为能够由观察者观察到的标记或图形元件进行照明。
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