CN106439670A - 具有两个反射面的透明材料发光模块 - Google Patents

具有两个反射面的透明材料发光模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及尤其用于机动车辆的发光模块(2)，所述发光模块包括半透明或透明材料主体(4)，所述半透明或透明材料主体具有用于一个或多个光源所产生的光线的入射面(6)、具有用于截止来自入射面(6)的光线的边缘(14)的第一反射面(8)、用于朝出射面(12)反射来自第一反射面(8)的光线的第二反射面(10)、和用于在沿着模块的光学轴线的出射光束中的光线的出射面(12)。本发明还涉及包括至少一个该发光模块的前灯。

Description

具有两个反射面的透明材料发光模块
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其涉及用于机动车辆的照明。本发明还涉及包括该种类的模块的前灯。
背景技术
出版的专利文件FR3010772A1公开了具有透明材料主体的照明模块，所述透明材料主体具有用于由一个或多个光源产生的光的入射面、具有截止边缘的反射面和光线的出射面。入射面包括腔，所述腔形成在以透明材料制成的模块的一个端部处并且通过圆形表面被限定，所述圆形表面形成适于朝主体的外部和外围表面偏转进入光线的屈光部。通过应用全内反射的原理，光线然后在外表面处被反射，以朝截止边缘会聚。出射面是大致凸起的并且位于模块的相反端部处。在入射面和出射面之间，反射面由形成在透明材料的横向部分中的槽口形成。槽口的凹部中的边缘形成用于光线的截止边缘，并且槽口的位于入射面旁边的面凭借全内反射的原理而形成反射面。由于该反射面朝光束的底部"弯曲"一些光线，所以该反射面通常被称为"弯曲器"。来自入射面的光线在透明材料中基本沿着模块的纵向和光学轴线传播。大部分光线经过截止边缘，而未被反射并且经由出射面出射。一些光线遭遇设置在截止边缘前方的反射面或弯曲面，所述一些光线在反射面或弯曲面处被朝透明主体的上部分反射。这些光线然后遭遇具有较大入射角度的出射面。这些光线因此在那里承受较强的折射并且朝光束的下部分指向。因而，弯曲器的边缘使得可以在光束中产生水平截止线。由于该模块使得可以利用非常少量的部件产生具有截止线的高性能光束，所以该模块是有利的。然而，该模块具有以下缺点，即该模块要求沿着光学轴线的一些量的空间。实际上，透明主体沿着其纵向轴线延伸，基本沿着模块的光学轴线延伸。此外，因为其形状，出射面不能用作造型面，即直接地从包括模块的照明装置的外侧看到的面。因此必要的是提供额外造型表面，其增加整体尺寸。
发明内容
本发明具有以下目的，即缓解现有技术的至少一个问题，例如上述现有技术中的问题。更精确地，本发明具有以下目的，即提出一种特别沿着其光学轴线是紧凑的发光模块。
本发明在于尤其用于机动车辆的发光模块，所述发光模块包括半透明的或透明的材料主体，所述半透明的或透明的材料主体具有用于由一个或多个光源产生的光线的入射面；第一反射面，所述第一反射面具有用于截止来自入射面的光线的边缘；出射面，所述出射面用于沿着模块的光学轴线的出射光束中的光线；其特征在于，半透明的或透明的材料主体进一步地包括用于朝出射面反射来自第一反射面的光线的第二反射面。
根据本发明的一个有利的实施例，第一反射面形成适于通过全内反射的原理反射来自入射面的一些光线的屈光部。
根据本发明的一个有利的实施例，第一反射面与从入射面传播至所述反射面的光束的平均方向形成在5°和40°之间、包含5°和40°在内的角度。
根据本发明的一个有利的实施例，第一反射面包括形成朝第二反射面和/或出射面指向的边缘的两个邻近部分，所述部分横向于所述边缘形成凸起轮廓。
根据本发明的一个有利的实施例，截止边缘由第一反射面与位于第一反射面和第二反射面之间的中间面的相交部形成，所述第一反射面和所述中间面形成凹陷轮廓。
根据本发明的一个有利的实施例，中间面包括形成朝第二反射面指向的边缘的两个邻近部分，所述部分横向于所述边缘形成凸起轮廓。
根据本发明的一个有利的实施例，第二反射面在中间面和出射面之间延伸。
根据本发明的一个有利的实施例，第二反射面是大致弯曲的和凸起的。
根据本发明的一个有利的实施例，第二反射面形成适于通过全内反射的原理反射来自第一反射面的光线的屈光部。
根据本发明的一个有利的实施例，主体包括在主方向上从入射面延伸直到第二反射面的第一部分，所述主方向与光学轴线形成在60°和120°之间、包含60°和120°在内的角度。
根据本发明的一个有利的实施例，模块包括沿着光学轴线从第二反射面延伸直到出射面的第二部分。
根据本发明的一个有利的实施例，入射面包括一个或多个准直器，所述一个或多个准直器适于偏转来自一个或多个相应光源的光线，以形成光线的朝第二反射面指向并且在截止边缘前方经过的一个或多个光束。
根据本发明的一个有利的实施例，准直器或每个准直器，都由主体的突出部形成，所述突出部具有圆形外表面并且包括适于接收对应光源的腔，所述圆形外表面优选地具有椭圆轮廓。
根据本发明的一个有利的实施例，入射面包括一个或多个准直器，所述一个或多个准直器适于朝位于截止边缘上的会聚点或区段偏转来自一个或多个相应光源的光线。
根据本发明的一个有利的实施例，准直器或每个准直器都由主体的突出部形成，所述突出部具有圆形外表面和适于接收对应光源的腔，所述圆形外表面具有椭圆轮廓。
根据本发明的一个有利的实施例，至少具有三个准直器，并且他们在入射面上形成垂直于光学轴线延伸的至少一行。
根据本发明的一个有利的实施例，模块包括光源，所述源是设置在共用电路板上的半导体光源类型，例如是发光二极管类型。
根据本发明的一个有利的实施例，出射光束是具有水平截止线或竖直截止线的照明光束。
本发明还包括用于机动车辆的前灯，所述前灯包括壳体和至少一个发光模块，其特征在于发光模块是根据本发明的发光模块。
根据本发明的一个有利的实施例，前灯包括并排设置的两个发光模块，所述两个发光模块的出射光束叠加，所述模块中的一个形成具有大致笔直截止线的延伸光束，并且另一个模块形成具有包括弯曲部的水平截止线的狭窄光束。
根据本发明的一个有利的实施例，发光模块的出射面是造型表面，即从前灯的外侧看到的表面。
由于本发明的措施使得可以产生在光学轴线的方向上，即车辆的纵向轴线上，特别紧凑的发光模块，所以本发明的措施是有利的。由于屈光弯曲器使得模块更耐聚焦缺陷，所以屈光弯曲器的使用，即具有通过全内反射的原理反射光线的第一反射面，是尤其有利的。此外，在入射面上使用多个准直器使得可以构成光束并且因此赋予实现不同功能的较大灵活性。此外，模块具有共用出射面，所述共用出射面具有美学和总光束的精度的优点，所述总光束的精度由多个准直器所产生的光束的附加而引起。
附图说明
借助于描述和附图将更好理解本发明的其它特征和优点，其中：
-图1是根据本发明的发光模块的透视图；
-图2是图1的模块的后部透视图；
-图3是图1和2的模块的纵向中间平面上的截面视图；
-图4是图1至图3的模块的下部分的详细透视图；
-图5是来自图1至图4的模块的一些光线的路径的图解示图；
-图6是来自图1至图4的模块的光线的路径的图解示图。
在以下描述中，相对术语，诸如"顶部"、"上"、"底部"、"下、"前部"和"后部"相对于如图所示的模块的定向而被理解，应该理解实际上模块可以采取其它定向。
具体实施方式
图1至图4图示根据本发明的发光模块。模块2基本包括主体4和光源(未示出)。
主体4主要地，优选地完全，由透明的或半透明的材料被制成。该材料可以是玻璃或优选地是塑料，诸如特别是聚碳酸脂(PC)。
主体4包括用于由光源产生的光的入射面6。光源可以是发光二极管或激光器类型。主体4还包括旨在仅反射一些光线的第一反射面8、旨在反射几乎所有光线的第二反射面10和出射面。
入射面6可以包括准直器61和62。准直器61和62在图4中更可见。此处，准直器61和62可以形成突出部，所述突出部从主体突出并且形成可以是大致圆形的外表面。这些突出部中的每个都包括旨在接收光源中的一个的腔。突出部的限定腔的内表面与周围空气形成第一屈光部，导致穿过内表面的光线的折射。突出部的外表面与周围空气形成第二屈光部。根据遇到突出部外表面的光线的入射角度，光线可以通过全内反射的原理被反射。实际上，在几何光学中，如果光线以大于临界值的入射角度到达具有不同光学指数的两个媒介的分离表面处，则全内反射的现象出现：然后不再具有任何被透射和被折射的光线，并且仅具有被反射光线。该限制入射角度通过应用Snell-Descartes定律被获得，即其中n2是空气的折射率，并且n1是形成突出部的透明的或半透明的材料的折射率。对于诸如具有约1.591的折射率的聚碳酸脂的材料，限制折射角度约是39°。突出部的形成第二屈光部的外表面可以具有抛物线或椭圆轮廓。
模块2的主体4包括在第一反射面8和第二反射面10之间的中间面16。特别如图2和3所示，中间面16和第一反射面8具有凹陷轮廓并且在其相交部处形成截止在主体4中传播的光线的边缘14。实际上，大部分光线从入射面6传播至第二反射面10，在截止边缘14前方经过，即未经历中间反射。现在来自入射面6的一些光线遭遇第一反射面8，更精确地，所述面的邻近截止边缘14的部分。那些光线然后有利地通过(上述相对于入射面6的突出部61和62描述的)全内反射的原理被反射。在这种情况下，第一反射面8不需要接收反射处理。第一反射面8对一些光线的反射效果是，以具有朝光束的底部部分折射这些光线的效果的较高入射角度，朝第二反射面10的上部分和/或出射面12的上部分引导那些光线。由于第一反射面8朝光束的底部部分"弯曲"一些光线，因而提供光束水平截止功能，所以与截止边缘14结合，第一反射面8通常称为"弯曲器"。
第一反射面8与从入射面传播至所述反射面的光束的平均方向有利地形成在5°和40°之间、包括5°和40°在内的角度。
在图2中，可以看到，第一反射面8可以包括两个邻近部分81和82，那两个部分形成边缘83。这适用于中间面16，中间面16可以同样地包括形成边缘163的两个部分161和162。两个边缘83和163有利地被对准，并且以端部到端部的方式邻近。结果，在该构造中，截止边缘14不是直线的但是由两个端部到端部邻近的区段构成。
第二反射面10可以是大致弯曲的，此处从主体4的外侧观察时是凸起的。这适用于出射面12。第二反射面10有利地通过(上述相对于入射面6的突出部61和62描述的)全内反射的原理反射光线。在这种情况下，反射面10不需要接收反射处理。
参见图3，主体4可以包括第一部分41，第一部分41大致沿着大致横向于，有利地垂直于，入射面6的纵向轴线延伸。由这两个轴线形成的角度有利地在60°和120°之间并且包括60°和120°。因此光线大致沿着纵向轴线18从入射面6传播远至第二反射面10，一些光线在第一反射面8处被反射。主体可以同样地包括大致沿着光学轴线20并且横向于第一部分延伸的第二部分42。光学轴线20表示离开出射面12的光线的平均方向。
图5和图6图示了光线在图1至图4的模块2的主体4内传播的原理。
在图5中，可以看到，由准直器61产生的光线会聚在经过截止边缘14的焦点或区段处。这表示，来自所谈论的聚焦准直器61的光线的大部分在截止边缘14前方或上方经过而未被反射。然后，那些光线遭遇第二反射面10以在此处在出射面12的方向上被反射。第二反射面10和/或出射面的曲率被计算以形成沿着模块的光学轴线的光束。此处，来自准直器或多个准直器61的光线形成光束的部分22，即具有截止边缘的上部分。
图6示出由准直器61产生的光线的路径，如图5所示，另外地具有由准直器62产生的光线。见图5的用于来自准直器61的光线的描述。可以看到，由准直器62产生的光线大致平行于彼此并且大部分在截止边缘14前方经过。如图6所示，这些光线以与来自另一个准直器61的光线相比更低的入射角度遭遇第二反射表面10。这些光线然后在多个方向上被反射使得，在折射通过出射面12之后，这些光线形成光束的下部分24。
因此，两个类型的准直器61和62的结合使得可以形成具有受控的截止线和均匀且强大的下部分的光束。
如图1至4所示，入射面6可以包括多个聚焦准直器61和多个准直器62。这两个类型的准直器被设置成横向于光学轴线延伸的行。因此，一行准直器中的每个使得可以导致光束在横向方向上形成。聚焦准直器或多个聚焦准直器61有利地设置在其他准直器后方。
在图5和6中可以看到，产生的截止线显示为大致直线的。现在，条例施加通常称为"弯曲部"的部分。截止线的弯曲部可以借助于截止边缘的适当轮廓由模块产生。可选地，弯曲部可以通过设置在图1至图6的模块旁边的另一模块产生，来自所述另一模块的光束被添加至由主模块产生的光束。
模块或多个模块的光源可以被设置在共用支架上，诸如印刷电路板。
如上所述的一个或多个模块可以整体形成至壳体中以产生前灯。

Claims (18)

1.一种尤其用于机动车辆的发光模块(2)，包括半透明或透明材料主体(4)，所述半透明或透明材料主体(4)具有：
-入射面(6)，所述入射面用于由一个或多个光源产生的光线；
-第一反射面(8)，所述第一反射面具有用于截止来自入射面(6)的光线的边缘(14)；
-出射面(12)，所述出射面用于沿着模块的光学轴线(20)的出射光束中的光线；
其特征在于，所述半透明或透明材料主体进一步地包括：
-第二反射面(10)，所述第二反射面用于朝出射面反射来自第一反射面(8)的光线。
2.根据权利要求1所述的发光模块(2)，其特征在于：
第一反射面(8)形成适于通过全内反射的原理反射来自入射面(6)的一些光线的屈光部。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
第一反射面(8)与从入射面(6)传播至所述反射面(8)的光束的平均方向形成在5°和40°之间、包含5°和40°在内的范围中的角度。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
第一反射面(8)包括两个邻近部分(81、82)，所述邻近部分(81、82)形成朝向第二反射面(10)和/或出射面(12)的边缘(83)，所述邻近部分(81、82)横向于所述边缘(83)形成凸起轮廓。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
截止边缘(14)由第一反射面(8)与位于第一反射面(8)和第二反射面(10)之间的中间面(16)的相交部形成，所述第一反射面(8)和所述中间面(16)形成凹陷轮廓。
6.根据权利要求5所述的发光模块(2)，其特征在于：
中间面(16)包括形成朝向第二反射面(10)的边缘(163)的两个邻近部分(161、162)，所述邻近部分(161、162)横向于所述边缘(163)形成凸起轮廓。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
第二反射面(10)在中间面(16)和出射面(12)之间延伸。
8.根据权利要求1至7中任何一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
第二反射面(10)是总体弯曲的和凸起的。
9.根据权利要求1至8中任何一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
第二反射面(10)形成适于通过全内反射的原理反射来自第一反射面(8)的光线的屈光部。
10.根据权利要求1至9中任何一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
主体(4)包括从入射面(6)沿主方向(18)延伸直到第二反射面(10)的第一部分(41)，所述主方向与光学轴线(20)形成在60°和120°之间、包含60°和120°在内的范围中的角度。
11.根据权利要求10所述的发光模块(2)，其特征在于：
主体(4)包括从第二表面(10)沿着光学轴线(20)延伸直到出射面(12)的第二部分(42)。
12.根据权利要求1至11中任何一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
入射面(6)包括一个或多个准直器(62)，所述一个或多个准直器适于偏转来自一个或多个相应光源的光线，以形成朝第二反射面(10)指向并且经过截止边缘(14)前方的光线的一个或多个光束。
13.根据权利要求12所述的发光模块(2)，其特征在于：
准直器或每个准直器(62)都由主体的突出部形成，所述突出部具有圆形外表面并且包括适于接纳对应的光源的腔，所述圆形外表面优选地具有椭圆轮廓。
14.根据权利要求1至13中任何一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
入射面(6)包括一个或多个准直器(61)，所述一个或多个准直器适于朝位于截止边缘(14)上的会聚点或区段分别地偏转来自一个或多个光源的光线。
15.根据权利要求14所述的发光模块(2)，其特征在于：
准直器或每个准直器(61)都由主体的突出部形成，所述突出部具有圆形外表面和适于接纳对应的光源的腔，所述圆形外表面具有椭圆轮廓。
16.根据权利要求1至15中任何一项所述的发光模块(2)，其特征在于：
出射光束是具有水平截止线或竖直截止线的照明光束。
17.一种用于机动车辆的前灯，所述前灯包括壳体和至少一个发光模块，其特征在于，发光模块(2)与权利要求1至16中的任一项一致。
18.根据前一权利要求所述的前灯，其特征在于：
发光模块(2)的出射面(12)是造型表面。
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