CN107148534A - 用于机动车的光系统 - Google Patents

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Abstract

光系统（2），用于机动车，包括至少两个光源（12a至12d）、至少两个光导体（11a至11d）、至少一个后置的光可透的发射元件（10）和至少一个控制单元（5）用于在时间上错开地操控所述至少两个光源（12a至12d），其中，所述至少两个光源（12a至12d）设立成将光分别射入到光导体（11a至11d）中，其中，所述光导体（11a至11d）分别具有至少一个光射出区段（14a至14c），所述至少一个光射出区段设立成将光射入到所述发射元件（10）的光射入区段（19）中，其中，所述发射元件（10）的光射入区段（19）阶梯形地构造。

Description

用于机动车的光系统
技术领域
本发明涉及一种光系统，用于机动车，包括至少两个光源、至少两个光导体、至少一个后置的光可透的发射元件和至少一个控制单元用于在时间上错开地操控所述至少两个光源，其中，所述至少两个光源设立成将光分别射入到光导体中，其中，所述光导体分别具有至少一个光射出区段，所述至少一个光射出区段设立成将光射入到所述发射元件的光射入区段中。在此，优选分别将光导体配属于每个光源。
此外本发明涉及一种带有根据本发明的光系统的机动车以及一种带有根据本发明的光系统的机动车大灯。
背景技术
由现有技术已知以下光系统，在所述光系统中，各个光源能够相互无关地受控制，其中，从各个光源放射的光通过彼此相邻布置的光导体来发射或朝期望的方向转向。在此如下地操控所述光源，使得如下地选择通过所述光源发射的光量的时间方面的变化，使得获得运动的光像的或者说所谓的移动光（Lauflichtes）的光分布的（或外观的）印象，并由此能够实现移动光效果。这样的光系统或适用于所述光系统的方法例如由WO 2013/120124A2已知。其中光导体朝共同的发射方向出射光或朝该方向射出光，其中，各个光导体相对于所述发射方向法向地彼此错开。通过在所述光导体之间的错开在这样的光系统的光像中出现暗的、照得不太强（intensiv）的区域，由此妨碍在通过所述光导体发射的光束之间的流畅的过渡的印象，因为各个光导体能够作为其本身被看出。
发明内容
因此本发明的任务是提供一种光系统，所述光系统能够成本适宜且简单地制成，具有高的机械负载能力并且提供相对于现有技术改进的、连续均匀的光像。
该任务在本发明的第一方面中通过文章开头提及的类型的光系统来解决，在所述光系统中，所述发射元件的光射入区段阶梯形地构造。
由此可行的是，彼此靠近地引导所述光导体并且经由所述发射元件来发射由各个光导体发射的光。优选地，所述光导体能够以恒定间距位于所述发射元件之后，而所述光导体在此不必沿着其纵向延伸强烈弯曲。在此每个光导体具有光射出区段，所述光射出区段配属于所述发射元件的光射入区段的区域。由此能够实现光系统的非常耐用（robuster）和紧凑的构造，所述光系统特别好地适用于产生移动光，方式为，在借助于所述光导体所产生的光像之间实现均匀过渡，从而能够实现如下设计，所述设计不能够以唯一的光导体来实现（umsetzbar）。因而例如可行的是，将所述光导体布置在如下平面内，所述平面平行于所述光导体的发射方向定向，从而各个光导体能够对着（entgegen）所述发射方向依次布置。所述光射入区段以及所述发射元件的光出射面能够分别具有成阶梯的伸延，从而预防各个光束的侧向的错开。
表述“在时间上错开操控”理解为如下控制或调节，所述控制或调节能够使各个光源加载以相互不同的信号。所述信号能够在此除了时间上的错开以外还具有相同的变化或也能够完全不同。可行的操控信号和从中产生的、各个光源的光像或光强度的示例能够由WO 2013/120124 A2得知。光导体在本发明的意义中能够理解为如下结构，在所述结构中入射光能够沿着所述光导体的延伸在壁处通过全反射来反射。这样的光导体能够实施为实心体（Vollkörper）。就此而论优选的是，所述光导体由透明无色的合成材料制成。备选地，所述光导体能够由玻璃或也由任意其它材料、例如硅酮制成，所述任意其它材料适用于光传导。所述发射元件能够同样构造为实心体并且例如由合成材料、玻璃、硅酮或任意其它材料制成，所述任意其它材料适用于所述光传导。优选LED适合作为光源。对此备选地，也能够考虑任意其它对于本领域专业人员而言已知的光源、如白炽灯、氙气灯等等。
在此能够适宜的是，所述光导体具有两个直边（Schenkel），所述两个直边借助于弯曲的区段相互处于连接中，其中，所述直边彼此包夹至少60°的角度。由此实现根据本发明的光系统的特别紧凑的构造。
能够特别合乎目的的是，所述光导体构造为发光棒。发光棒在小的空间需求和好的机械负载能力的情况下具有好的光引导性质，并因此特别好地适合作为光导体。所述发光棒的直径能够优选为6mm和10mm之间。所述发光棒在所述光射出区段中具有光学上起作用的干扰部位（Störstellen），所述干扰部位设立成使沿着所述发光棒传播的光如下地转向，使得该光从所述发光棒中通过所述光射出区段出射并且进入到所述发射元件的光射入区段中。所述干扰部位能够优选构造为在所述发光棒内部的棱镜或类似棱镜的突出部/加深部。
为了获得本发明的特别简单且耐用的构造，能够设置成，所述发射元件实施成一件式。
此外能够设置成，所述发射元件具有连续的光出射面。连续的光出射面理解为如下光出射面，所述光出射面通过如下边缘来限制，所述边缘除了角点以外具有连续伸延。
当所述光导体的数量以值1超过所述阶梯的数量时，那么能够实现本发明的特别紧凑的构造。因此n+1个光导体配属于n个数量的阶梯。
在此适宜的是，设置有至少三个光导体，由此能够实现特别良好分辨的光像。所述光导体或阶梯的数量能够为正好或至少三个、四个、五个、六个或更多。
为了在所述光导体之间具有足够间距并且同时使所述光导体的光射出面尽可能靠近地引向（heranführen）到所述发射元件的光射入面处，能够设置成，每个阶梯的高度h大于对应的光导体的直径。
优选地，各个光导体能够至少部分区段地基本上彼此平行地伸延。由此所述光系统的特别紧凑的构造是可行的。表述“基本上平行”在此理解为所述光导体的如下取向，所述取向最大相互偏差了5°的角度。优选地，各个光导体彼此的取向的偏差最大为1°的角度。
为了预防在各个光导体之间的不期望的光耦合，能够设置成，在所述光导体之间布置有遮挡元件（Blendenelemente）。
此外，各个光导体能够彼此隔开至少1mm，以便允许彼此一定的运动自由。由此能够缓解（abgefedert）由于振动引起的运动，而所述光导体没有相互摩擦（scheuern）并由此损伤其表面。由此也能够平衡能够归因于制造公差的不准确性。
以类似的方式能够设置成，所述光导体的光射出区段与所述发射元件的光射入区段隔开至少1mm。
在另一方面中，本发明涉及一种带有根据本发明的光系统的机动车以及机动车大灯。
附图说明
下面根据多个示例性的且不起局限作用的、在附图中阐明的实施方式更详细地阐释本发明。其中：
图1示出根据现有技术的光系统的示意图，
图2示出根据本发明的光系统的一个实施方式的示意图，
图3示出根据图2的发射元件以及光导体的透视图，
图4示出根据图3的光系统的各个构件的细节图，
图5示出朝根据图4的光系统的各个构件的局部的另一透视图，
图6以图5的细节图示出通过光导体11b所述发射元件10射入的并且从该发射元件中发射的光束a的示例性的走向，以及
图6a示出所述光束a从所述光导体11b到所述发射元件10中的过渡的简化图。
具体实施方式
在下面（只要没有其它说明的话）相同的附图标记表示相同的特征。
图1示出根据现有技术的光系统1的示意图。其中能够看出控制单元5，所述控制单元与所述光源22a至22d连接。所述光源22a至22d将光耦合到后置的光导体21a至21d中，所述光导体又将光沿通过箭头示出的方向V向前发射/射出。通过根据现有技术的光系统的结构上的构造，尤其通过使所述光导体21a至21d彼此隔开，在配属于相应的光导体21a至21d的光像V-A至V-D之间出现暗区域V0，所述暗区域到达处于被照得亮的区域V-A至V-D之间并且对通过所述控制单元5操控的移动光效果在其品质方面产生妨碍或不提供连续的均匀光像。
图2示出根据本发明的光系统2的一个示例性实施方式的示意图。其中又能够看出控制单元5，所述控制单元与光源12a至12d连接，后置于所述光源12a至12d的是光导体11a至11d，从而所述光源12a至12d将光射入到所述光导体11a至11d中。所述光导体11a至11d构造为发光棒，所述发光棒在所示出的实施例中具有两个直边11d'和11d'''以及连接所述直边的弯曲的区段11d''（为了图2的较简单的图示，仅所述光导体11d设有相应的附图标记;其余的光导体11a至11c以类似的方式成形）。对此备选地，所述光导体11a至11d或发光棒也能够具有任意其它形状。所述光导体11a至11d在此优选实施为实心体，所述实心体能够例如由透明的聚碳酸酯构成。所述边11d'和11d'''处于彼此呈至少60°的角度。所述光源12d将光输入到所述直边11d'中，所述光经由所述弯曲的区段11d''传导到接下来的直边11d'''中，在该处所述光到达在图3中示出的光射出区段14d（14a至14c类似于此），并且被导入到后置的光可透的发射元件10中。为了该目的，所述发射元件10具有光射入面18a至18d，所述光射入面与处于倾斜的阶梯面17a至17c共同形成所述发射元件10的阶梯形的光射入区段19。所述边11d'''（和类似于此地所述光导体11a至11c的对应的边）被接纳在所述阶梯中或贴靠在所述阶梯的相应的面处。所述发射元件10设立成将光沿所述发射方向V发射，其中，所述光在此通过所述发射元件10的光出射面25来出射，从而没有暗区域到达处在通过各个光源12a至12d所产生的光像之间。移动光效果能够例如通过相继接通所述光源12d至12a来实现。也能够预先给定通过所述光源12a至12d发射的光的发光强度的任意过渡。自然可行的是，任意改动所述光源的以及所述光导体的数量，其中，必须设置至少两个光源和光导体。优选地，所述光源在此以如下时间上的顺序来操控，以所述顺序能够实现如下移动光效果，所述移动光效果从车辆内侧向车辆外侧指向。在当前的布置中，这相应于如下顺序，在所述顺序中，首先激活所述光源12d，然后激活所述光源12c、12b并且最后激活所述光源12a。
如此产生的光像是特别均匀的并且没有不期望的暗区域。所述移动光的移动方向在图2中通过以字母L所表示的箭头来表明。为了在使用在车辆处时相应于法律上的要求，能够设置成，通过所述光系统2所产生的移动光的移动方向L从车辆中间向车辆外部区域伸延、例如从车辆的车辆散热器/格栅（grill）向车辆的挡泥板（Kotflügel）。所述发射元件10在所示出的实施方式中实施成一件式并且具有连续的光出射面25。
所述发光棒的直径d（见图2）在此小于与此对应的阶梯的高度h（见图4），所述高度优选比所述直径d大了至少1mm。所述光导体11a至11d或所述发光棒的典型的直径为6mm和10mm之间。各个光导体11a至11d优选至少部分区段地基本上彼此平行地伸延，由此配属于所述光导体11a至11d的光源12a至12d能够彼此靠近地布置并且能够装配在共同的散热体上。由此实现了较紧凑的结构方式。在所述光导体11a至11d之间能够布置有在图中未示出的遮挡元件，所述遮挡元件是光不可透的并且由此能够阻止在所述光导体11a至11d之间的不期望的耦合。优选地，所述光导体11a至11d的光射出区段14a至14d与所述发射元件10的与此对应的光射入区段18a至18d隔开了至少1mm的间距s。换言之，所述光导体11a至11d具有以下区域（光射出区段14a至14d），从所述区域中通过转向棱镜（所述干扰部位13）将光向前转向到所述发射元件10中。此外，所述光导体11a至11d为了将所述光朝所述光射出区段14a至14d进行传导而具有带有优选平滑的外周的区域，以便尽可能无损失地传输光。
图3示出根据图2的光系统2的局部的透视图，在其中仅示出三个光导体11a至11c。其中示出所述光导体11a至11c的光进入面20a至20c，在图3中未示出的光源12a至12c将光射入到所述光进入面中。所述光进入面仅示意性且示例性地示出并且自然能够以其它方式来设计并且与所应用的光源的发射特性相匹配，以便保证发射的光流的有效利用。所述光导体11a至11c分别具有光射出区段14a至14c，其中，在所述光射出区段中分别设置有光学的干扰部位或干扰部位元件13a至13c，所述干扰部位或干扰部位元件例如实施为类似棱镜的突出部或加深部。所述干扰部位或干扰部位元件13a至13c（每个光导体优选具有至少一个带有干扰部位的光射出区段）设立成将光射入到所述发射元件10的对应的光射入面18a至18c中，其中，通过所述光射入面的总和来构造所述发射元件10的光射入区段19。对于本发明而言基本的是，每个光导体具有用于有效传输所述光的区域，所述区域相应于“光导区段”15地没有干扰部位（例如通过平滑的外轮廓；如在光导纤维的情况下那样）。此外，每个光导体具有用于射出光的区域、即“光射出区段”14，其中，借助于布置在所述光射出区段14内部的干扰部位、例如棱镜面13来进行光射出。
所述光导体射出区段14a、b、c、d配属于所述发射元件射入区域18a、b、c、d。
图4示出根据图3的光系统2的各个构件的细节图。其中能够看出所述发射元件10的如下阶梯的高度h，所述阶梯通过所述阶梯面17b（或17a）来形成。所述阶梯面17a或17b（以及其它在图4中未示出的阶梯面）通过对应的边缘36b、37a、与所述边缘37a相对置的边缘（在图4中不可见）以及通过所述边缘38a或36c、37b和38b等等来限界（eingegrenzt）。所述边缘36b、39b（以及在该图中未示出的平行于所述边缘39b伸延的边缘）和38b来限界所述光射入面18b（这以类似方式适用于其它光射入面）。
图5示出朝所述光系统2的各个构件的局部的另一透视图。其中能够看出，所述阶梯面17a或所述边缘37a平行于车辆轴线定向，其中，所述车辆轴线在车辆直线行驶时朝行驶方向指向。由此可行的是，使处于所述光射出区段14a至14c之间的区域保持得尽可能小并由此实现均匀的光发射。通过所述发射元件10或所配属的光导体11a和11b所产生的光像V-A和V-B交叠（überlappen），从而在所述光像V-A和V-B之间不出现暗区域。
图6以图5的细节图示出通过所述光导体11b所述发射元件10射入的并且从该发射元件中发射的光束a的示例性走向。所述光束a在图6a中更清楚示出的干扰部位13b（示例性地是棱镜面）处在沿光传播方向最近的部位处（即在第一射出干扰部位处）被反射，其中，所述光束a在从所述光导体11b中出来以及到所述发射元件10中的过渡中（以及在每个接下来的、在带有不同折射指数的介质之间的过渡中）发生折射。由此所述光束a侧向上错开，其中，该错开取决于所述光导体的以及所述发射元件的材料的折射指数和周围的介质（空气）以及所述间距s的大小。所述光束a通过所述干扰部位13b1的位置和设计来如下地反射，使得该光束在从所述光导体11b中出射之后关于所述车辆轴线方面进行错开并且平行于该车辆轴线地定向，从而在所述发射元件10之前塑造的（abgebildeter）、处于所述射出区段14a和14b之间的区域同样以光束来供应和照亮。附图标记n在此表示针对干扰部位的棱镜面的法向轴线。
图6a示出所述光束a从所述光导体11b到所述发射元件10中的过渡的简化图，在所述简化图中，忽略了在所述光导体11b和所述发射元件10之间的过渡中的光折射。横向移位δL相应于所述边缘38a或所述阶梯面17a与所述光导体11b的第一干扰部位13b1的法向间距，从而从所述光导体11b中出射的光束a在所述边缘38旁边转向并且射到所述光像L-A和L-B的边界区域中。
针对所述横向移位δL的所推荐的最小值由以下在图6a中所示出的参数来算出：
δL … 沿相对于所述车辆轴线的（水平）法向方向的横向移位
δL* … 沿着所述光导体的横向移位
h … 梯级的高度
d … 所述光导体的直径
s … 在光导体和阶梯体之间的空气间隙的宽度
α … 光导体基线（Trägerkurve）相对于车辆横向方向的倾斜（在相应梯级的情况下）
n … 材料折射指数（n1针对光导体，n2针对发射元件）
其中
以及，对于n1=n2=n（由此ß1=ß2=ß）而言，针对第一干扰部位元件13b1的横向移位的表达式得到简化。
从中根据算出用于所述横向移位δL的最小值。
所提及的根据本发明的实施方式中的所有实施方式能够成本适宜且有效地制造并且实现了所述光源的紧凑布置，所述光源能够例如布置在共同的散热体和/或共同的板材（Platine）上。
鉴于这种教导，本发明能够以对本领域专业人员而言任意已知的方式来改动并因此不局限于所示出的实施方式。本发明的各个方面也能够被加以考虑并相互组合。重要的是作为本发明基础的构思，所述构思能够通过本领域专业人员在本说明书的知识下以各种各样的方式来实施，并且仍然保持为所述构思本身。

Claims (14)

1.光系统（2），用于机动车，包括至少两个光源（12a至12d）、至少两个光导体（11a至11d）、至少一个后置的光可透的发射元件（10）和至少一个控制单元（5）用于在时间上错开地操控所述至少两个光源（12a至12d），其中，所述至少两个光源（12a至12d）设立成，将光分别射入到光导体（11a至11d）中，其中，所述光导体（11a至11d）分别具有至少一个光射出区段（14a至14c），所述至少一个光射出区段设立成将光射入到所述发射元件（10）的光射入区段（19）中，其特征在于，所述发射元件（10）的光射入区段（19）阶梯形地构造。
2.根据权利要求1所述的光系统（2），其特征在于，所述光导体（11a至11d）具有两个直边（11d'、11d'''），所述两个直边借助于弯曲的区段（11d''）相互处于连接中，其中，所述直边（11d'、11d'''）彼此包夹至少60°的角度。
3.根据权利要求1或2所述的光系统（2），其特征在于，所述光导体（11a至11d）构造为发光棒。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光系统（2），其特征在于，所述发射元件（10）实施成一件式。
5.根据权利要求4所述的光系统（2），其特征在于，所述发射元件（10）具有连续的光出射面（25）。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光系统（2），其特征在于，所述光导体（11a至11d）的数量以值1超过所述阶梯的数量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光系统（2），其特征在于，设置有至少三个光导体（11a至11d）。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光系统（2），其特征在于，每个阶梯的高度（h）大于对应的光导体（11a至11d）的直径（d）。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光系统（2），其特征在于，各个光导体（11a至11d）至少部分区段地基本上彼此平行地伸延。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光系统（2），其特征在于，在所述光导体（11a至11d）之间布置有遮挡元件。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光系统（2），其特征在于，各个光导体（11a至11d）彼此隔开至少1mm。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光系统（2），其特征在于，所述光导体（11a至11d）的光射出区段（14a至14c）与所述发射元件（10）的光射入区段（19）隔开至少1mm。
13.机动车，带有根据以上权利要求中任一项所述的光系统（2）。
14.机动车大灯，带有根据以上权利要求中任一项所述的光系统（2）。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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