CN106573570B - 用于机动车辆的照明和/或信号的光模块 - Google Patents

用于机动车辆的照明和/或信号的光模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于机动车辆的光模块的领域，并且更具体地涉及这样一种光模块1，其包括两个光源11、12和光导10，所述光导中设置有用于控制光在光导中的传播以便能够在光导的出口处获得初始的光效果的装置13。

Description

用于机动车辆的照明和/或信号的光模块
技术领域
本发明涉及光模块领域，特别是用于机动车辆的照明和/或信号的光模块领域。
本发明更具体地涉及一种特别用于机动车辆的照明和/或信号的光模块，其包括：
-光导，其包括至少第一和第二光入口区以及至少第一和第二光出口区，
-与所述第一入口区相对布置的第一光源，
-与所述第二入口区相对设置的第二光源，
所述光导设置成使得来自所述第一和第二光源的光能够在所述光导中分别传播到所述出口的第一和第二区。
背景技术
根据上述前序部分所述的光模块的一般定义是已知的，其中第一和第二光出口区完全合并。考虑到两个光源中只有一个可以发射或者两个光源可以同时发射，仅可获得三种光效果：
-来自第一光源的光在光导的出口处通过光出口的第一和第二区发射，
-来自第二光源的光在光导的出口处通过光出口的第一和第二区发射，以及
-来自第一和第二光源的混合光在光导的出口处通过光出口的第一和第二区发射。
发明内容
在这一方面，本发明提出一种特别用于机动车辆的照明和/或信号的光模块，使得可以获得初始的光效果。
为此，本发明的光模块或者根据上述前序部分给出的光模块基本上是这样的，即它包括用于控制光在光导中的传播的第一装置，第一控制装置设置成使得第二出口区部分地覆盖第一出口区。
因此，光模块使得可以获得新的光效果。
应当注意，第一和第二入口区可以设置在光导的共用入口上。作为变型，每个入口可以设置在光导的单独的入口分支上。
还应当注意，光源能够在相同的总发射方向上发射光。
更具体地，第一控制装置可以包括约束装置，用于限制来自第二光源的光的传播并且用于自由地允许来自第一光源的光的传播。
有利地，光导可以在主方向上纵向延伸，也就是说沿着由光源发射的光的传播方向延伸。在这种情况下，约束装置可以定向在与该主方向形成一定角度的方向上。
根据特定实施例，第一和第二出口区具有共用的一部分周边。
根据约束装置的第一特征，约束装置包括至少一个空腔，所述空腔形成在光导中并且设置成用于将来自第二光源并传播直到其到达空腔的光全反射。
根据约束装置的第二特征，约束装置包括至少一个不透明的或反射的嵌入件，所述嵌入件包含在所述光导中并且能够将来自第二光源并传播直到其到达嵌入件的光相应地吸收和/或全反射。
根据约束装置的第三特征，约束装置包括以百叶窗式大致设置在分开所述第一和第二入口区的中面上的多个所述空腔和/或所述嵌入件。
根据第一控制装置的特征，第一控制装置包括形成在光导中并且分开第一和第二入口区的切口。
根据光导的特征，光导包括：
-第一分支，其限定在第一入口区和第一出口区的不与第二出口区重叠的部分之间，以及
-第二分支，其限定在第二入口区和第二出口区之间，
所述两个分支通过接合表面彼此接合，该接合表面比包括接合表面的所述第二分支的表面小。
在这种情况下，用于控制光在光导中的传播的第一装置可以设置在两个分支的接合面的水平处。
有利地，约束装置在第一分支的整个宽度上横向延伸。
根据该特征的光导可以包括用于控制光的传播的第二装置。该第二控制装置包括约束装置，该约束装置设置在基本上在所述接合表面的长边缘下方的第二分支中，以便限制来自所述第一光源的光的传播，使得所述第一和第二出口区在所述第二出口区的界定区上重叠。
此外，根据该特征的光导还可以使得包括两个分支之间的接合表面的第二分支的表面自身返回，使得第二分支基本上形成环。
根据本发明的光模块的特征，第一光源和第二光源具有彼此不同的照明和/或信号功能。
例如，第一光源使得可以提供方向指示器(或闪光灯)功能，并且第二光源使得可以提供日间行车灯功能。然后，第一光源发射琥珀色或黄色光，第二光源发射白光。有利地，第二光源还可以与位置灯功能相关联，其中由该光源发射的光执行该功能的功率可以相对于执行白天行车灯功能所需的功率减小。第一光源和第二光源也可以设置在共用的支承件上。
附图说明
本发明的其它特征和优点将从下面通过指示而非限制性的参照附图的描述中变得清楚，在附图中：
-图1示出了根据本发明的光模块的立体透视图，其包括根据第一实施例的光导，
-图2示出了根据图1的光导的前视图，
-图3A示出了根据第二实施例的光导的立体透视图，
-图3B示出了根据其第二实施例的变型的光导的剖视透视图，
-图4示出了根据第三实施例的光导的立体透视图，
-图5示出了根据第四实施例的光导的立体透视图，
-图6示出了根据第五实施例的光导的立体透视图，
-图7示出了根据其第五实施例的变型的光导的立体透视图，
-图8示出了根据图7的光导的出口的前视图，以及
-图9示出了根据第六实施例的光导的前视图。
具体实施方式
最广泛接受的是，根据本发明的特别用于机动车辆的照明和/或信号的光模块1包括：
-光导10，
-第一光源11，
-第二光源12，和
-用于控制光在光导10中的传播的第一装置13。
光导10可以被定义为允许引导光信号的波导。光导可以由介电材料组成，介电材料例如是聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(通常缩写为PMMA，英语表示为PolymethylMethacrylate)。
特别如图1所示，光导10包括光入口ZE和光出口ZS。第一光源11设置成与入口ZE的第一区ZE1相对，第二光源12设置成与入口ZE的第二区ZE2相对。光导可以在主方向上纵向延伸，也就是说沿着由光源发射的光的传播方向延伸。在这种情况下，并且如下面将看到的，约束装置可以定向在沿着与该主方向形成一定角度的方向上。
来自第一和第二光源11、12的光能够在光导10中传播。来自第一光源的光在光导中传播，直到其通过光导的出口ZS的第一区离开光导；来自第二光源的光在光导中传播，直到其通过光导的出口ZS的第二区ZS2离开光导。
由于光导的固有特性，没有光或至少没有较大量的光通过光导的除了出口表面ZS之外的外表面离开光导。事实上，来自第一光源和第二光源的已传播到光导的除出口表面之外的外表面的光被该表面全反射，并因此被限制在光导中。为此目的，来自第一光源和第二光源的光优选地包括彼此基本平行的光束，该光束在大致垂直于光导的入口ZE的方向上传播。
各个光源可以并不固有地能够发射在光导的入口ZE的方向上彼此充分平行的光线束。例如，光源可以是漫射的。在另一个示例中，光源可设置成离光导的入口足够远，使得大部分光线可能丢失，因为光线不会撞击光导的入口面而是在光导旁边通过。在这些情况下，可以以图1所示的方式在所述光源与相应的入口区ZE1、ZE2之间布置准直器15，以便在该区的入口处获得来自所述光源的彼此足够平行的光线束。
入口ZE和出口ZS表面可以基本上彼此相对，如图1所示。但是，入口ZE和出口ZS表面相对于彼此的这种布置不是限制性的；例如它们也可以仅相对于光在光导中的主传播方向彼此相对，其中，该主传播方向可以不同于简单的直线。例如，在光导具有曲率的情况下，曲率可以使光线逐渐改变传播的大方向。
第一入口区ZE1和第二入口区ZE2彼此不重叠。它们可以例如通过其周边的一部分彼此接合，如图1所示，或者它们可以是分开的，如图4所示。此外，它们可以基本上以相同的方式在入口表面ZE上延伸，例如图1中所示，或者相反地在相同的表面上以非常不同的方式延伸，例如在图6至图9中的示例所示。在附图所示的示例中，第一入口区ZE1和第二入口区ZE2一起覆盖光导的整个入口表面ZE，但该说明不是限制性的；例如，光导的入口表面ZE的一部分可以不与光源相对地设置。
用于控制光在光导10中的传播的第一装置13以第二出口区ZS2与第一出口区ZS1部分重叠的方式布置。第一出口区ZS1和第二出口区ZS2的彼此部分重叠表示这些区既不是分离的也不是完全重合的。更具体地，第二出口区ZS2仅与第一出口区ZS1部分地重叠。
在图2所示的示例中，第一出口区ZS1(从顶到底和从左到右的阴影区域)占据光导的整个出口表面ZS，而第二出口区ZS2(从顶到底和从左到右的阴影区域)仅占据其一部分。在该示例中，第一出口区ZS1完全覆盖第二出口区ZS2。同样在该示例中，第一出口区ZS1和第二出口区ZS2的周边的一部分是共用的。共用一部分周边的特征在光效果方面可以具有某些优点，如下面将详细描述的。
因第一控制装置13包括约束装置131、132而实现第一出口区ZS1和第二出口区ZS2的部分重叠。这些约束装置更具体地使得可以限制来自第二光源12的光在光导的一部分中的传播并且允许来自第一光源11的光在光导中自由传播。因此，当只有第二光源12将光发射到光导中时，光导的出口的光仅通过光导的出口表面ZS的一部分、即第二出口区ZS2发射。
图1示出了根据本发明的包括根据第一实施例的光导的光模块的立体透视图。
根据该第一实施例，约束装置包括形成在光导10中的空腔131。该空腔131设置用于将来自第二光源12并传播至到达空腔的光全反射。
更具体地，空腔131可以占据光导的位于第一入口区ZE1和出口表面ZS的不与第二出口区ZS2重叠的部分之间的较大的一部分。此外，空腔可以基本上具有光导的该部分的形状。用于完全反射来自第二光源的光的空腔表面SB(形成图1中的空腔131的平行六面体的底表面)大致处于中面PM的水平，并且优选地稍微低于中面PM，所述中面PM将第一入口区ZE1和第二入口区ZE2分开
因此，来自第二光源的光通过该表面SB并沿着大于由Snell-Descartes定律给出的临界角的入射角到达空腔131，该定律包括所涉及的介质的折射率。在这种情况下，光导的结构材料具有接近1.4-1.6的折射率。更精确地，PMMA的折射率等于1.49，聚碳酸酯的折射率等于1.59，并且包含在空腔中的空气的折射率接近1。因此，临界角约为40°并且更具体地对于聚碳酸酯等于39°，对于PMMA等于42°。显然，来自第二光源12的光在到达空腔131时被全反射，并因此被限制在光导的位于空腔131下方的部分中，使得其仅通过光导的出口表面ZS的部分ZS2发射。
关于来自第一光源11的光，其通过大致垂直于其传播方向的面到达空腔131，并且因此被传导到空腔中。由此传导的每条光线被再次偏转一个由Snell-Descartes定律确定的角度。某些光线直接到达空腔的相对面，并再次传导到光导的出口ZS。其它光线被光导的内表面，特别是空腔131的表面SB反射和透射。来自第一光源11的光因此可以至少通过光导的位于空腔的表面SB下方的部分中的透射来传播。因此，来自第一光源11的光可以通过光导的整个出口表面ZS离开光导。
因此获得新的光效果，其包括：
-当仅第二光源将光发射到光导中时，减小光导的出口处的光发射到光导的出口ZS的部分ZS2，
-当第一和第二光源将光发射到光导中时，发射来自第一和第二光源的仅通过所述光导的出口ZS的部分ZS2的混合光，以及
-当第一和第二光源将光发射到光导中时，仅发射来自通过光导的出口ZS的部分ZS1的光。
通过根据下面描述的各种其它实施例的光模块获得相同的光效果。
图3A示出了根据第二实施例的光导的立体透视图。
根据该第二实施例，所述约束装置包括以百叶窗方式大致设置在分开第一和第二区入口区ZE1、ZE2的中面PM的水平上的多个空腔131。
根据如图3B所示的该第二实施例的变型，约束装置包括以百叶窗方式大致设置在中面PM上的多个嵌入件132。包括在光导10中的每个嵌入件可以更具体地是不透明的或反射的。因此，其能够将来自第二光源12并传播直至到达嵌入件的光吸收和/或完全反射。
在塑料技术中，嵌入件是指由包括在被制造的部件(在这种情况下是光导)中的不熔性材料制成的部件。例如，每个嵌入件可以包括金属或石墨。应当注意，嵌入件的吸收能力可以取决于到达嵌入件的光的波长和嵌入件的颜色。
空腔或嵌入件以百叶窗方式设置表明每个空腔或每个嵌入件具有适当的形状和尺寸以允许这种特定的设置。
设想了另一种变型(未示出)，其包括在光导中以百叶窗方式(例如交替地)设置多个空腔和嵌入件。
更具体地，空腔(或嵌入件)基本上从光导10的一个侧面延伸到相对的侧面。其百叶窗式布置使得允许来自第一光源的光通过，并且阻止来自第二光源的光。实际上，如图3B和图4所示，来自第一光源的光线(实线)可以穿过空腔之间的间隙。相反，来自第二光源的光线(以长虚线绘制的线)不能“看见”空腔之间的间隙，并且必然到达空腔之一，在那里它们被完全反射(和/或完全吸收)；这些光线因此被限制在光导的位于空腔下方的一部分中。
如图3B所示，嵌入件(或空腔)相对于中面PM的角度可以根据与光导的入口ZE之间的距离而变化。更具体地，嵌入件(或空腔)相对于中面PM的角度可以随着嵌入件逐渐远离光导的入口ZE而增大。事实上，特别是在可以找到来自第二光源的光的全反射(与吸收相反)的情况下，将符合称为入射条件的条件，该条件是来自该光源的光线以大于上述临界角度的入射角到达嵌入件；现在，嵌入件与光导的入口的距离越大，则更多可能直接到达嵌入件的光线具有相对于中面PM的较小的传播角。因此，为了满足入射条件，远离光导的入口的嵌入件与中面形成的角度可以大于更靠近入口的嵌入件必须形成的角度。
此外，应当注意，随着嵌入件逐渐远离光导的入口ZE而减小嵌入件(或空腔)相对于中面PM的角度也是有利的。这使得来自第一光源11的更大量的光线能够直接(不撞击空腔或嵌入件)传播到出口区Z2。本领域技术人员将意识到在不同情况下可采用折衷方案。
图4是根据第三实施例的光导10的立体透视图。
相对于根据上述第二实施例的光导，根据第三实施例的光导还包括形成在光导10中的切口133。切口133可以更具体地被包括在第一控制装置13中。但是应当注意，来自每个光源的光在切口133的水平处的限制仅与在该水平上未接合的光导的固有属性相关。
因此，第一入口ZE1和第二入口ZE2彼此分开，这使得可以有助于布置与这些区域相对的光源。
图5是根据第四实施例的光导或光导的至少一部分的立体透视图；但是其中没有示出用于控制光的传播的装置。该图主要用于示出根据第四实施例的光导的特定形状，特别是相对于根据上述第一和第二实施例的光导的形状。此外，包括具有图5所示形状的部分的光导在图6和图7中示出，其中还示出了第一控制装置的约束装置131。
因此，如图5所示，根据第四实施例的光导10包括：
-第一分支101，其限定在第一入口区ZE1和第一出口区ZS1的不与第二出口区ZS2重叠的部分之间，以及
-第二分支102，其限定在第二入口区ZE2和第二出口区ZS2之间。
两个分支通过接合面SJ彼此接合，并且用于控制光在光导10中的传播的第一装置13布置在两个分支101、102的接合面SJ的水平处。
所述接合表面SJ比包括接合表面SJ的第二分支102的表面S2更小。更具体地，在其入口和出口之间限定光导的长度L并且在其相对的侧面之间限定光导的宽度l，第一分支101和第二分支102可以具有相同的长度L，但是分支101的宽度l1小于分支102的宽度12。
如图6所示，根据第五实施例的光导相对于根据第四实施例的光导还可以包括切口133，如上面参考图4所讨论的。此外，图4可以认为是根据图6所示的第五实施例的光导的横截面透视图。特别地，应当注意，第一控制装置的约束装置131在该图6中被示出为布置在优选略高于接合表面SJ的水平处。
应当注意，由于来自第一光源的光在第二分支102中自由传播，根据第五实施例，该光可以通过整个第二出口区ZS2离开波导。这可以是额外的可见光效果，或者相反，不期望的光效果。如果效果是不期望的，则可以向其应用根据如下参考图7描述的根据第五实施例的变型的光导的解决方案。
如图7所示，图5所示的此一般形式的光导10可以更特别地包括用于控制光的传播的第二装置14。
此第二控制装置可以包括设置在第二分支102中的适当的约束装置141，以用于限制来自第一光源11的光的传播。约束装置141可以更特别地设置在大致在接合表面SJ(与图6中所示的相同)的长度L的长边缘下方(图5所示)。
如图8所示，其示出了图7所示的光导的出口的前视图，并且根据与由第一控制装置13执行的上述限制相同的原理，第一出口区ZS1和第二出口区ZS2因此在第二出口区ZS2的界定区ZRP上重叠。因此，第一出口区ZS1和第二出口区ZS2仅在其周边的由部分重叠区ZRP的边缘(图中的底部)组成的部分上共用。在光效果方面的优点是防止来自第一光源的光在分支102的侧向部分中传播和在比部分重叠的区域ZRP更大的区域上离开。在第一光源和第二光源颜色不同的情况下，光效果方面的优点更特别地在于防止来自第一光源的光在第二出口区ZS2的水平上产生颜色渐变。
应当注意，图5至8中所示的分支101、102的宽度的居中方面是完全示意性的选择，并且绝不是限制性的。
图9示出了根据第六实施例的光导的前视图。
根据该实施例，第二分支102的表面S2(如图5所示)自身返回，使得第二分支ZS2基本上形成环。
此外，应当注意，上面考虑的每个空腔131或每个嵌入件132可以完全包括在光导中，或者可以在光导的至少一侧上露出。

Claims (15)

1.一种光模块，其包括：
-光导(10)，所述光导(10)包括至少第一光入口区(ZE1)和第二光入口区(ZE2)以及至少第一光出口区(ZS1)和第二光出口区(ZS2)，
-与第一光入口区(ZE1)相对布置的第一光源(11)，
-与第二光入口区(ZE2)相对布置的第二光源(12)，
所述光导设置成使得来自所述第一和第二光源(11,12)的光能够在所述光导(10)中分别传播到所述第一光出口区(ZS1)和所述第二光出口区(ZS2)，
所述光模块(1)还包括用于控制所述光导(10)中的光的第一控制装置(13)，所述第一控制装置(13)设置成使得所述第二光出口区(ZS2)与所述第一光出口区(ZS1)部分地重叠。
2.根据权利要求1所述的光模块(1)，其中，所述第一控制装置(13)包括约束装置，所述约束装置用于限制来自所述第二光源(12)的光的传播并自由地允许来自第一光源(11)的光的传播。
3.根据权利要求2所述的光模块(1)，其中，所述第一光出口区(ZS1)和所述第二光出口区(ZS2)具有共同的一部分周边。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的光模块(1)，其中，所述约束装置包括至少一个空腔(131)，所述至少一个空腔形成在所述光导(10)中并且设置成将来自第二光源(12)并传播直至到达空腔(131)的光全反射。
5.根据权利要求2至3中任一项所述的光模块(1)，其中所述约束装置包括至少一个不透明的或反射的嵌入件(132)，所述嵌入件包含在所述光导(10)中并且能够将来自第二光源(12)并传播直至到达嵌入件(132)的光相应地吸收和/或全反射。
6.根据权利要求4所述的光模块(1)，其中所述约束装置包括以百叶窗方式大致设置在分开所述第一光入口区(ZE1)和所述第二光入口区(ZE2)的中面(PM)上的多个空腔(131)。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的光模块(1)，其中所述第一控制装置(13)包括形成在所述光导(10)中并将所述第一光入口区(ZE1)和所述第二光入口区(ZE2)分开的切口(133)。
8.根据权利要求1所述的光模块(1)，其中所述光导(10)包括：
-第一分支(101)，所述第一分支(101)限定在所述第一光入口区(ZE1)和所述第一光出口区(ZS1)的不与所述第二光出口区(ZS2)重叠的部分之间，以及
-第二分支(102)，所述第二分支(102)限定在所述第二光入口区(ZE2)和所述第二光出口区(ZS2)之间，
所述第一分支(101)和所述第二分支(102)通过接合表面(SJ)彼此接合，该接合表面(SJ)比包括接合表面(SJ)的所述第二分支(102)的表面(S2)小。
9.根据权利要求8所述的光模块(1)，包括用于控制光在所述光导(10)中的传播的第二控制装置(14)，所述第二控制装置(14)包括约束装置(141)，所述约束装置(141)在大致在所述接合表面(SJ)的长边缘(L)的下方设置在第二分支(102)中，以便限制来自所述第一光源(11)的光的传播，使得所述第一光出口区(ZS1)和所述第二光出口区(ZS2)在所述第二光出口区(ZS2)的界定区(ZRP)上重叠。
10.根据权利要求8和9中任一项所述的光模块(1)，其中所述第二分支(102)的表面(S2)自身返回，使得所述第二分支(102)基本上形成环。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的光模块(1)，其中所述第一光源和第二光源(11,12)具有彼此不同的照明和/或信号功能。
12.根据权利要求5所述的光模块(1)，其中所述约束装置包括以百叶窗方式大致设置在分开所述第一光入口区(ZE1)和所述第二光入口区(ZE2)的中面(PM)上的多个嵌入件(132)。
13.根据权利要求4所述的光模块(1)，其中所述约束装置包括至少一个不透明的或反射的嵌入件(132)，所述嵌入件包含在所述光导(10)中并且能够将来自第二光源(12)并传播直至到达嵌入件(132)的光相应地吸收和/或全反射。
14.根据权利要求13所述的光模块(1)，其中所述约束装置包括以百叶窗方式大致设置在分开所述第一光入口区(ZE1)和所述第二光入口区(ZE2)的中面(PM)上的多个空腔(131)和多个嵌入件(132)。
15.根据权利要求1所述的光模块(1)，其中所述光模块用于机动车辆的照明和/或信号。
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