CN105452762A - 用于机动车辆的信号指示和/或照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置，包括：被构造为发射主光束的至少一个光源(4)、被构造为从主光束形成反射光束的反射器(2)和包括入射屈光部(8)和出射屈光部(9)的光学元件，所述光学元件被构造为当所述入射屈光部(8)接收反射光束时允许所述出射屈光部(9)发射出射光束，其特征在于，所述光学元件包括第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域被构造为产生出射光束的不同扩散。一个优选的应用是用于机动车辆的照明装置的领域。

Description

用于机动车辆的信号指示和/或照明装置

技术领域

本发明特别地涉及一种照明和/或信号指示装置。

优选的应用涉及汽车行业，用于车辆设备，特别用于可以发出多个光束(也被称作照明功能)以满足各种现行规则的生成装置。

背景技术

迄今为止，已知的照明和信号指示装置用于发出例如：

近光光束，其特征在于在对向车辆侧上向下倾斜1％的一个平面上方以及在同向车辆侧上相对于前一平面倾斜15°的另一平面上方没有光，这两个平面限定根据欧洲规则的截止线；

远光光束，其不具有截止线并且特征在于沿车辆轴线的最大照明；

用于雾天照明的光束，其特征在于平坦的截止线和大照明宽度；

用于城镇中驾驶的信号指示光束，也被称为城镇灯；

用于指示驾驶员改变方向或车道意图的信号指示光束；

用于日间照明的光束，也通过其首字母缩写被称为DRL(用于日间行车灯)。应注意的是，与机动车辆的信号指示相关的要求的发展(特别是题为“ECE规则R87：日间行车灯(在下文中被缩写为DRL)”的控制日间灯的欧洲共同体规则)在这样的DRL功能的生产方面引起了各种问题，要求车辆具有在日间行驶时一直点亮的相对有力的信号指示灯；

被称为“附加的远光光束”的光束，能够提供光束以使得当其与近光束并排时获得了满足远光光束照明标准的光束。

在某些实施例中，前述光束中的一个或其它个的投射模块具有发射主光束至反射器的光源，该反射器负责使通常更加集中和/或聚焦的改变光束返回出射光学部件。该出射光学部件通常为用于形成出射屈光部的透镜，满足照明和/或信号指示的期望功能的最后光束通过该出射屈光部被投射。

分别地，在各个情况中，这些模块整体上满足照明功能。然而，当规则和汽车制造商的实践需要增加功能的数量时，必须实施与照明功能一样多的模块是特别成问题的。

发明内容

本发明可以解决现有技术的缺陷中的全部或一些。

其特别涉及一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置，具有被构造为发射主光通量的至少一个光源、被构造为形成源自主光通量的反射光通量的反射器和包括入射屈光部和出射屈光部的光学元件，所述光学元件被构造为当所述入射屈光部接收反射光束时允许所述出射屈光部发射出射光束。

有利地，所述装置被构造为使得其具有第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域被构造为产生出射光束的不同扩散。

因此，本发明特别地借助于例如透镜等具有两个特定区域的光学元件而受益于特定光束外轮廓的限定，该两个特定区域提供多个单独的光束形状之间的折中方案。一个区域例如可以使其投射更集中在光轴上的更强的光束部分，而另一个区域可以例如竖直地投射具有更大扩散的光束部分。

通过本发明，所述装置能够发出特定的光束形状。该形状可以用于实施第一照明功能的范围中。此外，其可以有利地能够可替代地产生具有相同的总体形状但不同的光强度的多个光束。例如，一个光源或多个光源产生的光强度可以被改变以产生：

—具有较强亮度的附加的远光光束；

—具有中等强度的DRL光束；

—较低强度的城镇光束。

根据一种可能的方案，该扩散至少沿竖直方向不同。因此，本发明的装置可以沿竖直方向集中一些光线并且在另一区域上覆盖较大的角度扇区。因此，可以在要求高集中度(例如附加的远光光束功能)的功能和要求较宽的竖直扩散(例如DRL或城镇灯功能)的其它功能之间找到折中。

有利地，第一区域被构造为使出射光束的光线比第二区域会聚在更加远离光学元件的位置处。然后，通过焦点位置的差异实施扩散的调整。该参数可以精细地调整。

可以结合或作为替代实施的其它可选特征示出如下：

—入射屈光部和出射屈光部中的至少一个的表面具有凸起轮廓，该凸起轮廓在第一区域中比在第二区域中具有更大的曲率半径。

—第一区域和第二区域水平地并排。

—第一区域和第二区域形成在同一透镜中。

—第二区域具有分别位于第一区域两侧上的两个旁侧部。

—每一个旁侧部通过从台阶、边缘、连接倒角中选择的连接区域在所述入射屈光部和所述出射屈光部中的至少一个的表面处连接至所述第一区域。

—所述反射器被构造为在第一平面中准直所述主光通量的光线并且将所述主光通量的光线聚焦在垂直于所述第一平面的第二平面中。

—根据位于所述反射器和所述入射屈光部之间的聚焦线(lineoffoci)实施所述主光通量的光线在垂直于所述第一平面的第二平面中的聚焦。

—所述反射器具有两个旁侧部，所述两个旁侧部在接合线处汇合，并且两个光源相对于所述接合线对称。

—所述接合线为所述反射器的旁侧部的两个相邻的向内弯曲的边界之间的尖顶线。

—所述接合线位于通过所述装置的光轴的竖直平面中。

—所述旁侧部每一个都在水平平面上在截面上具有抛物线轮廓。

—所述抛物线轮廓的焦点相对于所述接合线对称。

—所述抛物线轮廓的焦点特别是在包含所述光源的水平平面上比所述光源更互相远离。

—所述至少一个光源具有至少一个发光二极管发射器。

—它具有用于控制所述至少一个光源的功率的电路，该电路被构造为产生用于所述主光通量的至少两个不同的光强度水平。

—所述功率控制电路被构造为以光强度水平增加的顺序产生：

—被构造为产生城镇灯类型的出射光束的主光通量；

—被构造为产生日间行车灯类型的出射光束的主光通量；

—被构造为产生附加的远光光束类型的出射光束的主光通量。

本发明还涉及一种配备有如上所述的至少一个系统的车辆。

附图说明

在阅读下面的详细说明并且参照通过非限制性的示例给出的附图的基础上，本发明的其它特征、目的和优点将变得明显，在附图中：

图1是根据本发明的装置的实施例的透视图；

图2以从上方观察装置的视图更详细地示出光线路径的配合示例；

图3示出光线路径在沿图2的线AA的截面中的图示；

图4示出了在沿图2的线BB的截面中的光线路径。

具体实施方式

一般地，本发明可以使用发光二极管类型(通常也被称为LED)的光源。特别地，这些LED可以设置有能够发射可以有利地根据待实施的照明和/或信号指示功能调整的光强度的至少一个芯片。可以存在多个光源，如下面将更详细解释地那样。此外，此处的术语“光源”意指一组至少一个初级光源(例如LED)，其能够产生导致在本发明的装置的出口处产生满足至少一个期望功能的至少一个出射光通量的通量。

对于本说明书中使用的术语“竖直”和“水平”，术语“竖直”表示沿垂直于地平面的方向，术语“水平”表示平行于地平面的方向。这些将在车辆中的装置的操作条件下考虑。这些词语的使用并不意味着绕竖直和水平方向的稍微变动被排除在本发明之外。例如，相对于所述方向倾斜大约±10°在本文中被视为绕两个特定方向的较小变动。

术语“底部”或底部部件通常意指在竖直平面中位于光轴下方的本发明的元件的一部分。术语“顶部”或上部部件意指在竖直平面中位于光轴上方的本发明的元件的一部分。术语“平行”或与轴线或线一致的概念在本文中意指落入该范围中的大致平行的方向或大致一致的轴线(其中特别具有制造或安装公差)。

图1示出根据本发明的装置的实施例的总体透视图，其中示出了本发明的一些主要元件。参照正交坐标X、Y、Z给出表示。一般地而非限制性地，方向X可以表示光轴的方向，而方向Z可以表示竖直方向。一般地，方向Y可以表示装置的宽度方向。在该图1中，该装置具有光源3、4(该优选情况仅具有两个光源，但其不是限制性的；单个光源可以是足够的)。光源3、4每一个都沿反射器2的方向发射总的主要光通量的一部分，该反射器2被构造为沿光学元件(此处成透镜1的形式)的方向至少部分地反射源自光源3、4的光线。在图示的实施例中，透镜1构成装置的前端部，并且通过该前端部发生期望光束的投射。不排除下列选项：具有光学功能的其它元件可以设置在装置中，例如设置在反射器2和透镜1之间的光线路径上。特别地，根据图1中构思的示例，光线的传输发生在反射器2与透镜1之间的空气中。然而，在不背离本发明的范围的情况下，可以插入中间传输元件或截止元件。

图1还示出了本发明中涉及的全部元件可以借助承载结构5保持在机械互连的组件中，例如示出的那样。当然，上述元件不是限制性的。特别地，还可以集成用于控制光源的电气或电子元件。

现在，本说明书将更详细地返回上面示出的部件的实施例。

如上所述，光学元件(在该情况下成透镜1的形式)有利地构成用于有利地沿光轴16在装置前方投射期望光束的部件，该光轴16特别地在图2中可见并且平行于X方向，该X方向在该示例中标示组件的纵向方向。一般地，光学元件限定允许光线进入光学元件的第一屈光部8和位于光线从光学元件离开的位置处的第二屈光部9。结合参照图2至4，应注意的是，本发明的优选构造在于建立具有凸起形状的两个屈光部8、9中的至少一个或其它。有利地，两个屈光部8和9都被凸起表面限定，从而透镜1为两面凸起的。

光学元件可以由例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)等的材料制成。光学元件优选为透镜1。其为成一体件形式的部件。用于形成光学元件的术语“一体件”意指其为当光线通过其传输时没有任何介质变化的整体组件。该元件可以例如通过注射聚合材料或由于组装多个部件从单块部件开始而获得。

根据本发明，光学元件具有多个区域，每个区域可以限定具有特定形状的出射光束的一部分，在第一区域中的投射所提供的该形状不同于在第二区域中的投射所提供的形状。每个区域特别地由出射屈光部的表面的不同部分界定，并且被构造为使得光束投射的形状根据其是通过第一区域的输出屈光部的表面投射还是通过第二区域的输出屈光部的表面投射而不同。更精确地，该投射通过不同的扩散在光学元件的所述两个区域之间不同。“扩散(spread)”意指沿一个或多个方向在装置前方的投射光束所覆盖的角度扇区。有利地，在此提出的装置被构造为沿竖直方向(即在平行于XZ平面的平面中)产生不同的扩散。

为了实现上述目的，入射屈光部8和出射屈光部9中的至少一个具有在第一区域和第二区域之间不同的特定构造。

在各个附图给出的示例中，正是出射屈光部9的表面实现该不同。然而，这不是限制性的，限定入射屈光部8的表面也可以被规定为实现本发明的两个区域之间的不同。

因此，在附图的实施例中，成透镜1的形式的光学元件在其构成出射屈光部9的外表面上具有限定第一区域7的第一表面部分和限定第二区域的第二表面部分，该第二区域在此处成两个旁侧部6a、6b的形式。有利地，旁侧部6a、6b被构造为包围第一区域7。可选地，该包围通过沿水平方向并排而实施。在该示例中，这对应于沿Y方向的旁侧部6a、第一区域7和旁侧部6b的顺序排列。在不背离本发明的范围的情况下，其它情况也是可能的。特别地，旁侧部6a、第一区域7和旁侧部6b可以沿竖直方向(此处对应于Z方向)顺序排列。

优选地，第一区域7和包括旁侧部6a、6b的第二区域之间的差异通过在出射屈光部9处不同的凸起程度实现。图1给出了该差异的总体视图并且示出了第一区域7和旁侧部6a、6b之间的结合区域处的连接区域10a、10b。该连接区域的横截面还在图2中可见。它们是由于两个区域之间的出射屈光部9的不同的形状、特别是不同的凸起程度导致的。图2给出了两个剖面线，分别为AA和AB，在图3和图4中分别示出了出射屈光部9的表面处的两种不同的凸起程度。例如，旁侧部6a、6b上的曲率半径大于第一区域7上的曲率半径。该构造可以获得使通过比第一区域7更靠近出射屈光部9的旁侧部的光学会聚。以此方式，沿竖直方向获得较大孔径，因此，在XZ平面中较大的角度扇区上扩散，例如曲率半径差成大约10％至40％的比例。

在第一实施例中，与所述附图对应，XZ平面中的凸起程度差导致形成连接区域10a、10b，以构成透镜1沿X方向的厚度变化并且形成连接区域10a、10b。还可以以其它方式在旁侧部6a、6b与第一区域7之间形成连接区域。例如，两个部分可以在结合长度的至少一部分上以边缘结合。例如，还可以产生成连接倒角形式的连接表面，以允许限制旁侧部6a、6b与第一区域7之间的光学间断的渐进转变。

优选地，出射屈光部9的凸起程度还沿水平截面(对应于图示中的XY平面)不同。如图2所示，根据该构造，旁侧部6a、6b的曲率半径大于第一区域7在装置的出射屈光部9的中心处的曲率半径。例如，大约10％至20％的曲率半径差是符合要求的。

除此之外或可替代地，透镜1的形成入射屈光部8的表面也可以在第一区域7的中心部分与旁侧部6a、6b之间具有曲率差。例如，基本围绕光轴16的中心部分的曲率半径可以大于旁侧部6a、6b的曲率半径，例如以大约15％至30％的比例。

应注意的是，在对应于XY平面的水平方向的情况下，光学元件有利地被构造为整体地形成聚焦。

现在，将更详细地描述产生能够射入其示意性的实施例已经在上文中详细描述的光学元件的入射屈光部8的光线的方式。

返回参见图1，两个光源3、4示出为微芯片类型的芯片形式，其具有在大致平行于XY平面的平面中定向的支架并且相对于它们的平均发射光线朝向下(即沿Z方向)的LED。这些光源3、4有利地以特定方式与反射器2相互作用，该反射器2在该情况下置于光源3、4下方。反射器2位于下方的放置可以使得在不使光源3、4直接从装置外面可见的情况下通过反射源自光源3、4的主光线来投射光线。

反射器2的总体功能是基于图3、4示出的主光线13产生反射光线14，该反射光线14至少能够部分地射入光学元件的入射屈光部8。反射器2实施由光源3、4产生的光线的第一次变换。

由反射器2实施的第一次有利的变换是聚焦。在示出的示例中，特别地如图3和4中可见，反射器2被构造为沿有利地位于反射器2与入射屈光部8之间的聚焦线17聚焦主光线13。在该示例中，该聚焦在XZ平面中实施。为了实现该目的，可以使用在对应于XZ平面的竖直截面中具有大致椭圆形或严格椭圆形形状的反射器2的形状。以此方式，通过基本上将光源3、4置于椭圆的焦点处，可以产生在图像焦点位于其上的聚焦线17上的聚焦。图2给出了在沿XY平面的方向的截面中可见的聚焦线17的图示。

反射器2可以进行的另一个可能的优选变换是准直。更具体地，在有利地垂直于其中上述聚焦实施的平面的平面中，主光线13被反射以具有特定的传输方向，优选地平行于对应于X方向的光轴16。该变换通过图2示出，在图2中，多个反射光线14示出为在反射器2的出口处平行。为了实现该目的，反射器2可以具有在对应于XY平面的水平截面中的抛物线形状。为了实现该目的，光源3、4有利地置于所述抛物线截面的焦点处或靠近该焦点处，以产生沿所述特定方向的反射。

在其中使用单个光源的情况下，整个反射器2优选地具有在其整个表面上连续的上述椭圆和抛物线截面的组合。然而，在示出的优选实施例中，存在两个光源3、4。为此，一个可选的特性是将光源3中的一个置于反射器2的第一旁侧部11a对应的位置处并且将第二光源4置于反射器的第二旁侧部11b对应的位置处。因此，反射器大致形成为两个部件11a、11b，这两个部件优选相对于光轴16对称并且在其之间限定接合线12，接合线12的一个示例可以在图2中看见。为了简化，接合线在图1中没有示出。每个旁侧部11a、11b有利地具有其自身的构造，在水平截面中为抛物线形状并且在竖直截面中为椭圆形状。因此，接合线12优选地为两个凹面之间的尖点区域，以沿X方向上升并且结合以在接合线12处形成尖顶线。图2还示出了分别对应于旁侧部11a和旁侧部11b的抛物线截面的焦点的焦点20a、20b的放置的示例。

应注意的是，在该示例中，光源3、4相对于焦点20a、20b偏离。更具体地，一种选项是相对于焦点20a、20b分隔光源3、4以使得光源3、4比焦点20a、20b更互相远离。例如，以焦点的偏离量的大约1至3倍的比例互相远离。优选地，焦点20a、20b围绕接合线10对称地定位。可替代地或另外地，光源3、4也相对于接合线12对称。整体有利地沿Y方向对齐，以使得光源3、4和焦点20a、20b位于同一直线上。

通过组合反射器2的两个部件的构造和光源3、4相对于焦点20a、20b的偏离，产生了光线的更好分布。

图3和4可以根据光线是通过旁侧部6a、6b投射还是通过第一区域7投射来比较光线出射的结果。在第一区域7中，对应于图3，主光线13被反射器2反射以聚焦在聚焦线17上并且射入入射屈光部8。在出口处，由于出射屈光部9的凸起程度，所以投射光线15沿聚焦线18聚焦。聚焦线18位于相对远离屈光部9的位置处。例如，该中心部可以被用来投射光束的一部分，以使得其被相对集中并且远离该装置，例如以形成附加的远光光束的主要部分。

比较而言，图4中的光线15表示的投射光束在更靠近出射屈光部9的线19上产生聚焦。以此方式，应注意的是，产生在该部件中的光束的竖直角度范围更大。例如，这可以被用来产生需要更大的空间覆盖范围以及特别是更大的竖直覆盖范围的信号指示功能的主要部分，例如用于DRL功能或城镇灯(townlight)功能。

应理解的是，本发明可以限定具有根据源自光源3、4的光线所通过的光学元件的区域而不同的特定形状的投射光束。

本发明的优选应用涉及多种类型的光束的投射。为了实现该目的，根据本发明，有利地结合使用光源3、4并且利用光强度的变化以产生多个照明功能。具体地，借助于本发明可以进行的扩散差异，出射光束的外轮廓适于产生多个功能。为此，然后足以使用对应于期望照明功能的亮度水平控制所述装置，以实现对应光束的输出。

在优选示例中，这些光束的第一种是使用用于控制光源的相对低的强度实现的城镇灯类型的光束，例如每一个为5流明。第二种功能是日间行车灯类型的光束，对于该光束，光源有利地被控制以使得每一个产生50流明的通量。最后，在该示例中，第三种通量可以是附加的远光类型的光束，其比前两种更有能量，并且例如使用源自每一个都具有大约150流明的光源3、4的强度实现。

这些值都是示意性的，并且本发明可以应用于其它功能的组合。

为了实现可以产生不同亮度的光通量的该强度调制，本发明有利地具有用于控制一个光源或多个光源3、4的电路以产生多个亮度水平。特别地，根据来自用户的指示或自动指示，该电路可以改变光源3、4的电源以连续地或分级地改变产生的光的强度。如上所述，这导致形成产生不同功能的多种光束并且同时由单个光学装置产生。特别地，根据本发明，不必例如为了根据期望的照明功能区分光线的方向而使用移动部件。

本发明不限于所述的实施例，而是扩展至对应于其精神的任何实施例。

附图标记

1：透镜

2：反射器

3：光源

4：光源

5：承载结构

6a，6b：旁侧部

7：第一区域

8：入射屈光部

9：出射屈光部

10a，10b：连接区域

11a，11b：反射器旁侧部

12：接合线

13：主光线

14：反射光线

15：投射光线

16：光轴

17：聚焦线

18：聚焦线

19：聚焦线

20a，20b：焦点

Claims (19)

1.一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置，具有：被构造为发射主光通量的至少一个光源(3、4)、被构造为从主光通量形成反射光通量的反射器(2)和包括入射屈光部(8)和出射屈光部(9)的光学元件，所述光学元件被构造为当所述入射屈光部(8)接收反射光束时允许所述出射屈光部(9)发射出射光束，

其特征在于，所述光学元件包括第一区域和第二区域，所述第一区域(7)和所述第二区域被构造为产生出射光束的不同扩散。

2.根据权利要求1所述的照明和/或信号指示装置，其中所述扩散至少沿竖直方向不同。

3.根据前述权利要求任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中所述第一区域(7)被构造为与所述第二区域相比使出射光束的光线在更远离所述光学元件的位置处会聚。

4.根据权利要求3所述的照明和/或信号指示装置，其中所述入射屈光部(8)和所述出射屈光部(9)中的至少一个的表面具有凸起轮廓，该凸起轮廓在所述第一区域(7)处比在所述第二区域处具有更大的曲率半径。

5.根据前述权利要求任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中所述第一区域和所述第二区域水平地并排。

6.根据前述权利要求任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中所述第一区域(7)和所述第二区域形成在同一透镜(1)中。

7.根据前述权利要求任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中所述第二区域具有分别位于所述第一区域(7)的两侧的两个旁侧部(6a、6b)。

8.根据前两个权利要求组合所述的照明和/或信号指示装置，其中每一个旁侧部(6a、6b)通过从台阶、边缘、连接倒角中选择的连接区域(10a、10b)在所述入射屈光部(8)和所述出射屈光部(9)中的至少一个的表面处连接至所述第一区域(7)。

9.根据前述权利要求任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中所述反射器(2)被构造为在第一平面中准直所述主光通量的光线并且将所述主光通量的光线聚焦在垂直于所述第一平面的第二平面中。

10.根据权利要求9所述的照明和/或信号指示装置，其中根据位于所述反射器(2)和所述入射屈光部(8)之间的聚焦线(17)实施所述主光通量的光线在垂直于所述第一平面的第二平面中的聚焦。

11.根据前述权利要求任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中所述反射器(2)具有两个旁侧部，所述两个旁侧部在接合线(12)处汇合，并且两个光源(3、4)相对于所述接合线(12)对称。

12.根据权利要求11所述的照明和/或信号指示装置，其中所述接合线(12)为所述反射器(2)的旁侧部(11a、11b)的两个相邻的向内弯曲的边界之间的尖顶线。

13.根据权利要求12所述的照明和/或信号指示装置，其中所述接合线(12)位于通过所述装置的光轴(16)的竖直平面中。

14.根据权利要求11-13中任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中所述旁侧部(11a、11b)每一个都在水平平面上在截面上具有抛物线轮廓。

15.根据权利要求14所述的照明和/或信号指示装置，其中所述抛物线轮廓的焦点(20a、20b)相对于所述接合线(12)对称。

16.根据权利要求15所述的照明和/或信号指示装置，其中所述抛物线轮廓的焦点(20a、20b)与所述光源(3、4)相比彼此离开更远。

17.根据前述权利要求任一项所述的照明和/或信号指示装置，其中所述至少一个光源(3、4)具有至少一个发光二极管发射器。

18.根据前述权利要求任一项所述的照明和/或信号指示装置，具有用于控制所述至少一个光源(3、4)的功率的电路，该电路被构造为产生用于所述主光通量的至少两个不同的光强度水平。

19.根据权利要求18所述的照明和/或信号指示装置，其中所述功率控制电路被构造为产生以下按照光强度水平增加的顺序排列的各类光通量：

—被构造为产生城镇灯类型的出射光束的主光通量；

—被构造为产生日间行车灯类型的出射光束的主光通量；

—被构造为产生附加的远光光束类型的出射光束的主光通量。