CN107206933B - 一种用于车辆的灯组件 - Google Patents

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Abstract

披露了一种用于车辆的灯组件。该组件包含具有近端(41)和远端(42)的反射器(40)。该反射器具有表面，该表面具有在其间的弧形之上分布的多个反射面(43)，该弧形基本上为凹形。该反射器形成凹部(32)的一部分，该凹部(32)具有间隔开的平行壁(33，35)。发光二极管(LED)光源(52)设置在该反射器的该近端(41)附近并且远离该反射器的该远端(42)以及该光源被定向成将光发射到该反射面(43)上。透镜(100)位于该反射器(40)的前面。该透镜(100)被布置成接收来自该反射器的光。在使用中，在平面中，在至少45度的视角上，以基本上均匀的亮度从该透镜中输出光。该透镜(100)的该内表面包括表面光学器件(150)，以扩散入射到该透镜上的光。

Description

一种用于车辆的灯组件
技术领域
本发明涉及灯组件。具体地，本发明涉及用于车辆的外部后视镜组件的灯组件。
发明背景
汽车照明装置作为汽车制造商所需的增值功能部件，正被越来越多地用于车辆侧镜(外部后视镜组件)中。制造的带有转向信号指示(STI)灯的镜组件便是其实例之一。在这些照明装置中，发光二极管(LED)也被更频繁地用作光源。除了这些照明系统的功能性之外，另一个重要的设计考虑便是来自这些系统的光输出具有美学外观。
特别地，期望提供一种使用一个或多个LED光源的照明装置，该照明装置能够提供具有一致(均匀或均质)面积亮度的输出。这是难以实现的，因为LED光源具有固有的定向性(具有近似朗伯分布)，这意味着该LED的相对发光强度随着远离该LED的中心轴而变化。该发光强度在0°(沿中心轴)处最高并且随着视角接近90°而明显下降。正因此，使用一系列LED光源的照明装置容易产生对该照明装置的外部观察者来说可见的一系列“热点”(或在相反情况下的暗区)。换句话说，光输出在特定观察表面上不具有均匀的强度。
一种使用一个或多个LED光源，在表面上获得具有基本上均匀的发光强度的光输出的方法是使用专用光管，该专用光管从该一个(或多个)LED光源接收光并将其引向目标输出表面(通常通过使用一系列光学表面-缺陷表面、蚀刻表面、成形光学器件等)。虽然可以使用光管，但是由于与制造该光管相关联的成本，该解决方案从成本上来讲可能不可行。
因此，需要提供在照明装置中使用光管的有用替代方案，该照明装置使用一个或多个LED光源，在表面上提供具有基本上均匀的发光强度的光输出。
通过以下结合附图的描述，本发明的其他优点将变得显而易见，其中通过说明和举例的方式，披露了本发明的优选实施方式。
发明概述
根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的灯组件，其包含：
具有近端和远端的反射器，该反射器具有表面，该表面具有在其间的弧形之上分布的多个反射面，该弧形基本上为凹形，该反射器形成凹部的一部分，该凹部具有间隔开的平行壁；
发光二极管(LED)光源，其设置在该反射器的该近端附近并且远离该反射器的该远端，该光源被定向成将光发射到该反射面上；以及
透镜，其位于该反射器的前面，该透镜被布置成接收来自该反射器的光并且具有内表面，
由此，在使用中，在平面中，在至少45度的视角上，以基本上均匀的亮度从该透镜中输出光。
在一种形式中，该平面是水平面。
在一种形式中，该内表面包含表面光学器件以漫射入射在该透镜上的光。
在一种形式中，该表面光学器件包含由多个峰和谷组成的波形结构，该峰和谷被定向成基本上垂直于该凹部的该壁。
在一种形式中，该峰和谷被定向成基本上平行于该反射器的该反射面。
在一种形式中，该凹部的该间隔开的平行壁具有反射性，在使用中将来自该反射器的光输出集中在垂直平面中。
在一种形式中，每个该反射面具有曲面，该曲面被配置成在水平面上将光朝向该透镜的该内表面传播。
在一种形式中，每个该反射面的曲率被布置成将光传播到该透镜的该内表面的大部分上，使得从该反射面反射的光重叠。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于车辆的灯组件，其包含：
具有近端和远端的第一反射器，该反射器具有表面，该表面具有在其间的弧形之上分布的多个第一反射面，该弧形基本上为凹形，该反射器形成第一凹部的一部分，该凹部具有第一对间隔开的平行壁；
第一发光二极管(LED)光源，其设置在该第一反射器的该近端附近并且远离该第一反射器的该远端，该第一光源被定向成将光发射到该第一反射面上；
具有近端和远端的第二反射器，该表面具有在其间的弧形之上分布的多个第二反射面，该弧形基本上为凹形，该反射器形成第二凹部的一部分，该凹部具有第二对间隔开的平行壁；
第二发光二极管(LED)光源，其设置在该第二反射器的该近端附近并且远离该第二反射器的该远端，该第二光源被定向成将光发射到该第二反射面上；以及
透镜，其位于该第一反射器和该第二反射器的前面，该透镜被布置成接收来自该反射器的光并且具有内表面，
由此，在使用中，在平面中，在至少45度的视角上，以基本上均匀的亮度从该透镜中输出光。
在一种形式中，该第一反射器和该第二反射器是一体的，该第一反射器和该第二反射器从其各自的近端会聚到其各自的远端。
在一种形式中，该平面是水平面。
在一种形式中，该内表面包含表面光学器件以漫射入射在该透镜上的光。
在一种形式中，该表面光学器件包含由多个峰和谷组成的波形结构，该峰和谷被定向成基本上垂直于该凹部的该壁。
在一种形式中，该峰和谷被定向成基本上平行于该反射器的该反射面。
在一种形式中，该凹部的该间隔开的平行壁具有反射性，在使用中将来自该反射器的光输出集中在垂直平面中。
在一种形式中，每个该第一反射面都具有曲面，该曲面被配置成在水平面上将光朝向该透镜的该内表面的第一部分传播。
在一种形式中，每个该第一反射面的曲率被布置成将光传播到该透镜的该内表面的该第一部分的大部分上，使得从该第一反射面反射的光重叠。
附图说明
将参照附图讨论本发明的实施方式，其中：
图1是用于车辆的灯组件的侧视图；
图2是通过图1的A-A剖面所取的该灯组件的剖视图。
图3是通过图2的B-B剖面所取的该灯组件的剖视图。
图4是图1的该灯组件移除了透镜后的侧视图；
图5是通过图4的D-D剖面所取的该灯组件的剖视图。
图6A-6B提供了图5中E和F处的细节的放大视图，示出了轮廓灯反射器的反射小面的结构以及经该反射小面反射的一些光线的路径；
图7是该透镜的后透视图，示出了该透镜的该内表面上的表面光学器件；
图8提供了图7中I处的细节的放大图，更详细地示出了用于轮廓灯的该透镜的该内表面上的表面光学器件；
图9是安装到车辆的侧门，与该灯组件一体化的外部后视镜组件的俯视图；
图10是图9的该外部后视镜组件的一部分的透视图；以及
图11是与图5类似的该灯组件的截面图，但是示出了在该透镜的该内表面上延伸的重叠光。
在下面的描述中，相同的附图标记表示附图中相同或相应的部分。
具体实施方式
现在参照图1，其中示出了一种用于车辆的灯组件10。该灯组件可以集成到车辆的外部后视镜(侧镜)组件中。在一种形式中，该灯组件提供了轮廓灯，该轮廓灯被配置成基本上向该车辆的前方提供光输出，以向迎面而来的交通工具提供关于该车辆宽度的视觉指示(为此，该灯组件10优选地安装在该车辆左右两侧的镜中)。
参照图3、图4、图5、图6A和图6B，该灯组件10包含具有近端41和远端42的反射器40，表面具有在其间的弧形之上分布的多个反射面，该弧形基本上为凹形，该反射器形成凹部32的一部分，该凹部32具有间隔开的平行壁33、35。发光二极管(LED)光源52设置在该反射器的该近端41附近并且远离该反射器的该远端42。该光源52被定向成将光发射到反射面43上，如图6A和图6B中最清楚地所示。透镜100位于该反射器40的前方。该透镜100被布置成接收来自该反射器40的光并具有内表面120。在使用中，在平面中，在至少45度的视角上，以基本上均匀的亮度从该透镜100中输出光。
该灯组件10具有壳体20，安装到该壳体(见图2)中的反射模制件30以及该壳体外部的覆盖该反射模制件30的透镜100。该透镜100连接或接合到该壳体20(例如，通过焊接-见图3中的附接点130、140)，并且具有内表面120和外表面110，这在使用中提供了由该灯组件10照亮的观察表面。该反射模制件30可以由聚碳酸酯(PC)或其他合适的基底材料制成。该反射模制件30通过使用真空金属化工艺进行涂覆，这提供了大约80％的反射率。替代性地，该反射模制件可以由诸如白色PC的自然反射基底制造。该透镜100可以由丙烯酸(PMMA)或其他合适的透明或半透明基底制造，并且通常为1-3mm厚。
图3是该灯组件10的剖视图，示出了形成在该反射模制件30中的对应于上部和下部轮廓灯的凹部或凹槽32。每个轮廓灯凹部或凹槽32都具有后壁40以及上表面33和下表面35，该上表面和下表面从该后壁40的相应上边缘和下边缘，朝向该反射模制件30中的该凹部32的开口突出。轮廓灯输出通过上下凹部32的开口。每个凹部32的该上表面33和下表面35用于将光输出集中在垂直平面中。这种集中的作用是，光线从水平带的上下凹部32中退出，该水平带的高度与上表面33和下表面35之间的垂直间隔基本上相同。
布置在该壳体20中的是上下印刷电路板(PCB)50、60。用于该轮廓灯的发光二极管(LED)光源分别安装在上下PCB 50、60上，用于该灯组件10的对应的上下轮廓灯。
参照图4，示出了为了清楚起见，移除了透镜100后的该灯组件10的侧视图，以示出在该上下轮廓灯的区域中该反射模制件30的结构。基本上示出了上下凹部32，以及每个凹部32的上下后壁40。在图4所示的实施方式中，给定凹部的后壁具有两部分，第一后壁40和第二后壁40’。这些后壁从此处起被称为反射器，因为从与该轮廓灯相关联的LED光源发出的光就是由这些结构进行反射的。第一后壁40因此是第一反射器40，而第二后壁40’因此是第二反射器40’。如图4所示，每个反射器40、40’具有多个反射小面，该反射小面从每个反射器40、40’的底部垂直延伸到每个反射器40、40’的顶部并跨越该反射器40、40’的长度。
图5是通过图4的D-D剖面所取的截面图，其中更详细地示出了轮廓灯反射器40、40’的几何形状。因此，以下描述关于具有相同结构的上轮廓灯或下轮廓灯。该第一反射器40具有近端41和远端42以及其间包括多个第一反射小面的表面。该第二反射器40’具有近端41’和远端42’以及其间由多个第二反射小面组成的表面。每个反射器40、40’在其相应的第一端和远端之间都具有基本上弧形的曲率。在图5所示的实施方式中，该第一反射器和第二反射器40、40’是一体的，使得它们从其各自的近端41、41’会聚到其各自的远端42、42’。以其他形式，该第一反射器和第二反射器40、40’可以是离散元件。
轮廓灯LED光源52、53在图5中示出，分别设置在该第一反射器和第二反射器40、40’的近端41、41’附近。光源52被定向成将光发射到该多个第一反射小面上，同时光源53被定向成将光发射到该多个第二反射小面上。该光源52、53被定向成使得每个光源的中心轴(零度轴)以与通过透镜100输出的光的方向成大约90°的角度设置。在图5所示的实施方式中，该光源52、53被定向成，使得中心轴也基本上朝向每个反射器40、40’的中心或远端定向。这在图11中更清楚地示出，其中分别示出了该光源52和53的中心轴49和49’。
图6A-6B提供了图5中E和F处的细节的放大视图，现在关于图6A-6B，更详细地描述了该反射小面。在图6A中，示出了光源52朝向反射小面发射光线201、202、203。该反射小面包括终止于脊部44，形成反射面43的曲面以及从该脊部44处朝向该反射小面的底部或槽46延伸的直角表面45。如图6A所示，该光线201、202、203入射到该反射小面的弯曲反射面43上，该弯曲反射面然后将该光线朝向该透镜100的该内表面120反射。所反射的光线201’、202’、203’通过该反射小面的弯曲反射面43，在水平面上展开。弯曲反射面43的形状将决定入射光线在该水平面上的传播程度。在相邻曲面43的该脊部44和底部46之间延伸的直角表面45’可以如图所示进行设计，使得入射光线与成角度的表面45’对准(共线)。因此，光不会在这些成角度的表面45’上反射。
如图5所示，反射器40的端部41附近的反射小面比端部42附近的更多。相邻反射小面(例如相邻脊部44之间)之间的距离(间隔或间距)沿着该反射器40近端的长度而增加。每个反射小面的弯曲反射面43的曲率根据需要而变化，以将入射光传播到该透镜100的区域的大部分上。每个反射面的曲率被布置成将光传播到该透镜的该内表面的大部分上，使得从反射面反射的光重叠。这在照明中产生多重重叠，如图11中最清楚地所示，并且将“热点”或“亮点”最小化。
与图6A类似，图6B示出了光源53朝向反射器40’的反射小面发射光线201、202、203。该反射小面包括终止于脊部44’，形成反射面43’的曲面以及从该脊部44’处朝向该反射小面的底部或槽46’延伸的直角表面45’。该光线201、202、203入射到该反射小面的弯曲反射面43上，该弯曲反射面然后将该光线朝向该透镜100的该内表面120反射。所反射的光线201’、202’、203’通过该反射小面的弯曲反射面43，在水平面上展开。弯曲反射面43的形状将决定入射光线在该水平面上的传播程度。在相邻弯曲反射面43的该脊部44和底部46之间延伸的该直角表面45’可以如图所示进行设计，使得入射光线与该成角度的表面45’对准(共线)。因此，光不会在这些成角度的表面45’上反射。
如上所述，可以使得该透镜100的该观察表面上的光或发光强度基本上均匀或一致。图5所示的该第一反射器和第二反射器40、40’是不对称的并且具有不同的反射小面的布置。这是因为该第一反射器和第二反射器40、40’被设计成瞄准不同的方向上的光输出。
现在参照图7和图8，更详细地描述了该透镜100。图7示出了该透镜100的后(内)表面120。该内表面120包括具有轮廓的表面光学器件150的上带和下带，当该灯组件10组装在一起时，该表面光学器件被设置在该反射模制件30的该轮廓灯凹部32的前面。该表面光学器件150具有与凹部32的该上表面33和下表面35间隔对应的上端152和下端154。图8中提供了该表面光学器件150的详细视图。该表面光学器件150具有一种波形结构，该结构由从上端152垂直延伸到下端154的多个峰156和谷155组成。该表面光学器件150的该波形结构用于进一步在水平面上传播光，以有助于通过该透镜100实现发光强度基本上均匀的光输出。该表面光学器件的该峰和谷被定向成基本上垂直于该凹部32的该壁33、35。
图11示出了该透镜100的该内表面120的第一部分和第二部分121和121’。每个该第一反射面43具有曲面，该曲面被配置成在水平面上将光朝向该透镜的该内表面的第一部分121传播。
每个该第一反射面43的曲率被布置成将光传播到该透镜120的该内表面的该第一部分121的大部分上，使得从该第一反射面43反射的光重叠。
上述两段中所描述的布置也适用于该透镜100的第二反射面43’和对应的第二内部121’，如图11清楚地所示。
本发明的该灯组件的实施方式使用一个或多个LED光源，在表面上提供具有基本上均匀的亮度(亮度一致而没有热点)的光输出。换句话说，该灯组件实际上不使用光管，但能够产生“模拟的光管”外观。
图9和10描绘了本文所描述的灯组件10集成到车辆1的外部后视镜组件5中。该镜组件5通过从该车辆1的侧面延伸出来的镜臂3安装到车门2上。所示的镜组件位于该车辆的左侧。在一个实施方式中，该镜组件5可以安装到卡车(例如，轻型卡车或多用途车辆)一侧上。图1所示的灯组件10被集成到该镜组件5中并且适于围绕该镜组件5的外侧边缘缠绕。以这种方式，图1所示的灯组件形成为钝角。在图2中示出了来自该灯组件10的光输出区域α、β的实例。光输出区域α(预定视角)对应于来自该灯组件10，基本上往该车辆1的前方去的轮廓灯输出。如前所述，轮廓灯的目的是为了向迎面而来的汽车驾驶员显示该车辆1的宽度。以所示的优选形式，α＝该车辆的中心线向外45°。图10示出了该镜组件5的一部分的透视图，其中该灯组件10安装在镜盒架8上。当安装时，只有该透镜100是可见的，该透镜由镜壳6、7的元件镶边。
除了具有轮廓灯之外，该灯组件10还可以具有转向信号灯，该转向信号灯被配置为提供基本上在该车辆1后方的光输出，以便向其他道路使用者提供该车辆1正转向的视觉指示。光输出区域β对应于来自该灯组件10的转向信号灯输出。以优选的形式，β＝离与该车辆1的中心线偏离5°的线处55°。激活时，该转向信号灯将闪烁，并可配置成与该轮廓灯同时闪烁。
该灯组件10可以进一步包括被配置成照亮该车辆1的邻近地面段的地面照明灯或“野营”灯。该地面照明灯可以照亮该车辆侧面外大约3m的区域，并且，例如在用户正在设置野营地点时，用于一般照明。
在整个说明书和所附权利要求中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和“包含”及其各类变体将被理解为暗示包含所述的整数或整数组，但不排除任何其他整数或整数组。
本说明书中对任何现有技术的引用不是并且不应被视为对以下任何形式的暗示的承认，即这种现有技术形成公知常识的一部分。
本领域技术人员将理解，本发明不限于其对特定应用的使用。关于本文描述或描绘的特定元件和/或特征，本发明在其优选实施方式方面也不受限制。应当理解，本发明不限于所披露的一个或多个实施方式，而是能够进行许多重新布置、修改和替换，而不脱离本发明的由所附权利要求所阐述和限定的范围。
请注意，所附权利要求仅为临时权利要求，并且作为可能的权利要求的实例提供，并不旨在基于本申请，限制任何将来的专利申请中可能要求保护的范围。日后可以将数个权利要求添加到实例性权利要求中或者从中省略，以便进一步限定或重新限定本发明。

Claims (9)

1.一种用于车辆的灯组件，其包含：
具有近端(41)和远端(42)的反射器(40)，该反射器(40)具有表面，该表面具有在其间的弧形之上分布的多个反射面(43)，该弧形基本上为凹形，该反射器(40)形成凹部(32)的一部分，该凹部(32)具有间隔开的平行壁；
发光二极管光源(52)，其设置在该反射器(40)的该近端(41)附近并且远离该反射器(40)的该远端(42)，该光源(52)被定向成将光发射到该反射面上；以及
透镜(100)，其位于该反射器(40)的前面，该透镜(100)被布置成接收来自该反射器(40)的光并且具有内表面(120)，其特征在于，
其中该内表面(120)包含表面光学器件以漫射入射在该透镜(100)上的光，其中该表面光学器件包含由多个峰和谷组成的波形结构，该峰和谷被定向成基本上垂直于该凹部(32)的该壁且定向成基本上平行于该反射器(40)的该反射面(43)；
由此，在使用中，在水平面中，在至少45度的视角上，以基本上均匀的亮度从该透镜(100)中输出光。
2.权利要求1所述的灯组件，其中该凹部的该间隔开的平行壁具有反射性，在使用中将来自该反射器(40)的光输出集中在垂直平面中。
3.权利要求1所述的灯组件，其中每个该反射面(43)具有曲面，该曲面被配置成在水平面上将光朝向该透镜(100)的该内表面(120)传播。
4.权利要求3所述的灯组件，其中每个该反射面(43)的曲率被布置成将光传播到该透镜(100)的该内表面(120)的大部分上，使得从该反射面(43)反射的光重叠。
5.一种用于车辆的灯组件，其包含：
具有近端(41)和远端(42)的第一反射器(40)，该反射器(40)具有表面，该表面具有在其间的弧形之上分布的多个第一反射面(43)，该弧形基本上为凹形，该反射器(40)形成第一凹部(32)的一部分，该凹部(32)具有第一对间隔开的平行壁；
第一发光二极管光源(52)，其设置在该第一反射器(40)的该近端(41)附近并且远离该第一反射器(40)的该远端(42)，该第一光源(52)被定向成将光发射到该第一反射面(43)上；
具有近端(41')和远端(42')的第二反射器(40')，该反射器(40')具有表面，该表面具有在其间的弧形之上分布的多个第二反射面(43')，该弧形基本上为凹形，该反射器(40')形成第二凹部(32')的一部分，该凹部(32')具有第二对间隔开的平行壁；
第二发光二极管光源(52')，其设置在该第二反射器(40')的该近端(41')附近并且远离该第二反射器(40')的该远端(42')，该第二光源(52')被定向成将光发射到该第二反射面(43')上；以及
透镜(100)，其位于该第一反射器和该第二反射器(40,40')的前面，该透镜(100)被布置成接收来自该反射器(40,40')的光并且具有内表面(120)，其特征在于，
其中该内表面(120)包含表面光学器件以漫射入射在该透镜(100)上的光，其中该表面光学器件包含由多个峰和谷组成的波形结构，该峰和谷被定向成基本上垂直于该凹部(32,32')的该壁且定向成基本上平行于该反射器(40,40')的该反射面(43,43')；
由此，在使用中，在水平面中，在至少45度的视角上，以基本上均匀的亮度从该透镜(100)中输出光。
6.权利要求5所述的灯组件，其中该第一反射器和该第二反射器(40,40')是一体的，该第一反射器和该第二反射器(40,40')从其各自的近端(41,41')会聚到其各自的远端。
7.权利要求5所述的灯组件，其中该凹部(32,32')的该间隔开的平行壁具有反射性，在使用中将来自该反射器(40,40')的光输出集中在垂直平面中。
8.权利要求5所述的灯组件，其中每个该第一反射面(43)都具有曲面，该曲面被配置成在水平面上将光朝向该透镜(100)的该内表面(120)的第一部分传播。
9.权利要求8所述的灯组件，其中每个该第一反射面(43)的曲率被布置成将光传播到该透镜(100)的该内表面(120)的该第一部分的大部分上，使得从该第一反射面(43)反射的光重叠。
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