CN107208866A - 具有补偿沿着光导的光的渐进性损耗的装置的光导 - Google Patents

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Abstract

本发明包括光导(2)，其包括透明主体(4)，所述透明主体在主方向上是大致细长的，具有与所述主体的环境形成屈光部的外表面(12)；第一行(16)倾斜面(20)，所述第一行(16)倾斜面(20)适于反射光线以便它们出射；和至少一个第二行(14，18)反射面(24)，所述至少一个第二行(14，18)反射面(24)具有比对应的第一行(16)的反射面(20)更小的尺寸。由第二行或多个第二行反射的光被添加到来自第一行的光束中。第一行和第二行的宽度可以分别从光源逐渐增加和减少，以便补偿在光导中行进的光的渐进性损耗。

Description

具有补偿沿着光导的光的渐进性损耗的装置的光导
技术领域
本发明涉及光导的领域，特别涉及用于机动车辆照明和/或信号指示模块和装置的光导的领域。
背景技术
专利文献FR2871550A1公开了一种用于机动车辆照明或信号指示装置的光导，该光导包括透明主体，该透明主体在主方向上通常是细长的，具有与所述主体的环境形成屈光部的外表面，和沿外表面分布的反射面。反射面具有棱镜轮廓，以便通过在屈光部处的连续反射偏转通过光导的光线。该偏转使得所考虑的光线能够以小于全反射极限角的入射角与屈光部接触并且因此离开光导的主体。棱镜反射面具有沿光导变化的轮廓，以便至少部分补偿基本上与其渐进性出射相关联的渐进性光损耗。为此，棱镜轮廓可以具有可变的高度和/或间隔。相邻的棱镜面实际上可以彼此相距一定距离，然后该距离能够从光源沿着光导而减小。棱镜面可以具有可变高度，该高度从光源沿着光导而增加。本教导中公布的补偿损耗的解决方案很有趣。然而，其缺点在于，考虑到棱镜面的节距和/或高度沿光导的变化，易于形成不规则的图像。因此，如果要求限制对所生产的图像的不规则性的影响，则该解决方案实现的补偿是有限的。
专利文献EP1780463A1还公开了一种用于机动车辆的照明或信号指示装置的光导。以与上述教导类似的方式，光导的透明主体包括反射面，反射面旨在使光线沿着光导从光导出射。反射面具有伪棱镜轮廓，即它们是弯曲的和/或形成中断部以具有不同的倾角。该措施的目的是改善从主视角(即，从车辆的纵向轴线偏离的视角)偏离的视角的光通量的均匀性。
专利文献EP0935091A1还公开了一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置的光导。以与前述教导类似的方式，它包括沿着其外表面分布的反射面，那些面具有棱镜轮廓，以便通过在屈光部处的连续反射来使沿光导行进的光线转向。以与上述第一教导类似的方式，它提供了补偿沿着光导的渐进性光损耗的措施。这些措施基本上包括沿着光导改变棱镜面的宽度，更具体地，随着由光源照射的光导的入射面的距离增加而逐渐增加宽度。然而，这些措施具有以下缺点：宽度减小的棱镜面的部分产生非常窄的光束。换句话说，对于从主视角偏离的视角(即从车辆的纵向轴线偏离的视角)，光束是非常不均匀的。
发明内容
本发明的目的是提出一种克服上述缺点中的至少一个的光导。本发明更具体地具有如下目的，即提出一种能够产生尽可能均匀的光束的光导，甚至更具体地能够产生在光导的方向上和横向于光导的方向上的均匀性被改进的光束的光导。
本发明包括一种光导，其包括透明主体，该透明主体在主方向上通常是细长的，具有与所述主体的环境形成屈光部的外表面；光线出射装置，所述光线出射装置沿着主体的外表面延伸，所述外表面适于使在主体内传播的光线从主体横向出射；其特征在于，光线出射装置包括连续设置的第一行装置和连续设置的至少一个第二行装置，分隔第一行和/或第二行或第一行和/或多个第二行的两个连续装置的距离沿着所述行或多个行是可变的。
“连续设置的装置”是指所述装置沿光导的外表面以连续的方式设置。
第一行和/或第二行或第一行和/或多个第二行的装置有利地是能够反射光线以使其出射的倾斜反射面。第二行或多个第二行的反射面具有有利地比第一行的对应的反射面(即，第一行的相邻面)更小的尺寸。
第一行和第二行或第一行和多个第二行优选地是平行的和并排的。
第二行或多个第二行在横向方向上与第一行相邻。
第一行和/或第二行或第一行和/或多个第二行的反射面的斜角优选为恒定的。然而，它可以沿着光导的主体而变化。同样地，这些方面的大小可以沿着光导的主体而变化。
根据本发明的一个有利实施例，光线出射装置分别是由反射面和连接面形成的棱镜，每个棱镜的反射面和连接面通过它们的一个边缘连接。
棱镜可以具有V形轮廓，使得棱镜的一个面(在这种情况下为反射面)能够通过全反射反射横向于光导的主方向到达所述一个面的光线。反射面可以是平面的，凸面的或凹面的。
根据本发明的一个有利的实施例，第一行包括在倾斜面之间以便形成棱镜的连接面，并且第一行的所述连接面优选地形成有与主体的主方向垂直的并以小于30°，更优选小于20°，甚至更优选小于10°的角度通过所述面的相应的垂线。连接面连接两个连续的倾斜面。
反射面和连接面的轮廓使得这些面形成棱柱体积。
根据本发明的有利实施例，连接面与相应的反射面相邻。
根据本发明的有利实施例，分隔第一行的两个连续装置的距离为零，并且分隔第二行或多个第二行的两个连续装置的距离沿所述行或多个行是可变的。
根据本发明的有利实施例，分隔第二行或多个第二行的两个连续装置的距离为零，并且分隔第一行的两个连续装置的距离沿着所述行是可变的。
根据本发明的有利实施例，分隔第一行的两个连续装置的距离沿着所述行是可变的，并且分隔第二行或多个第二行的两个连续装置的距离沿所述行或多个行是可变的。
根据本发明的有利实施例，第二行或至少一个第二行的反射面是其长度l小于第一行的对应的倾斜面的长度L的倾斜面，长度l优选小于长度L的30％，更优选50％，甚至更优选70％。
根据本发明的有利实施例，第二行或多个第二行的倾斜面与第一行的对应的倾斜面对齐。
根据本发明的有利实施例，第二行或多个第二行包括在倾斜面之间的相应的第一连接面和第二连接面，第一面大致平行于主体的主方向，第二面形成有与主体的主方向垂直的并且以小于30°，更优选小于20°，甚至更优选小于10°的角度通过所述面的相应垂线。与由成对的倾斜面和第二连接面形成的棱镜体积的夹持或截断部对应的第一连接源是连续的。
根据本发明的有利实施例，第二行或多个第二行的第二连接面与第一行的相应的连接面对齐。
根据本发明的有利实施例，第二行或多个第二行的第二连接面具有小于第一行的对应的连接面的高度H的高度h，高度h优选地小于高度H的30％，更优选地50％，甚至更优选地70％。
根据本发明的有利实施例，第一行和/或第二行或多个第二行的宽度沿主体的主方向变化。
根据本发明的有利实施例，沿着主体的主方向，在一定程度上，第一行的宽度减小，并且所述第二行或者至少一个第二行的宽度增加。
根据本发明的有利实施例，沿着主体的第一部分并且相反地沿着第二部分(并且在相同程度上)，在一定程度上，第一行的宽度减小，并且所述第二行或者至少一个第二行的宽度增加，所述第二部分优选地邻近第一部分。
根据本发明的有利实施例，第二行或多个第二行的反射面小于第一行的对应的反射面的70％，优选地50％，甚至更优选地30％。
根据本发明的有利实施例，光导包括设置在第一行的相应的相反侧的两个第二行。
根据本发明的有利实施例，第一行或第二行或多个第二行的累积宽度基本是恒定的，优选地超过其长度的50％，更优选地70％，甚至更优选地90％。
根据本发明的有利实施例，第二行或多个第二行的反射面是漫反射粗糙面。
本发明还包括一个包括光导和至少一个光源的照明和/或信号指示模块，其特征在于光导是根据本发明的光导。
根据本发明的有利实施例，该模块在光导的每个端部处包括至少一个光源。
本发明还包括具有壳体和照明和/或信号指示模块的照明和/或信号指示装置，其特征在于，该模块是根据本发明的模块。
本发明的措施的有利之处在于，所述措施使得可以沿着光导的主方向并且横向于，优选地垂直于该方向的方向产生均匀的光束。基本上，第一行可以被配置为逐渐补偿沿着光导的光的损耗，从而确保沿着光导的主方向的均匀性。第二行或多个第二行可以在横向于主方向的方向上完善光束。第二行或多个第二行也可以有助于主方向上的均匀性。
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是根据本发明的光导的图示；
-图2是沿图1中的线II-II的截面视图；
-图3是来自图1和图2的光导的多行反射面的详细视图；
-图4是从图1到图3的光导的正视图，示意性地示出了多行反射面；
-图5是图1至图4的光导的剖视图，示出了多行反射面对产生的光束的影响；
-图6是根据第二实施例的光导的正视图，示意性地示出了多行反射面。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的引导灯。
光导2包括沿主方向延伸的透明主体4。它可以以直线，曲线或两者的组合的方式延伸。其截面可以采取各种形状，例如圆形，椭圆形或多边形。透明主体4可以由玻璃或塑料材料，如特别地聚碳酸酯或PMMA制成。它在其两个端部中的一个处具有入射面6，面对入射面6设置有一个或多个光源8。由光源8发射的光线进入光导的透明材料4中，以在其中通过在由主体的外表面和周围空气形成的屈光部处的透射和连续反射传播。事实上，透明材料主体具有比周围空气的折射率高的折射率，透明材料主体的折射率通常约为1.5，而空气的折射率为1。诸如由图1中的虚线表示的那些光线的光线以大于最大折射角(从Snell-Descartes定律得知)的入射角度与屈光部交会。然后这些光线被连续地反射并且在主体4中主要沿着主方向传播。
透明主体4在其一部分外表面上具有倾斜反射面10。该部分可以对应于主体的周边的一部分，例如小于周边的四分之一，例如或小于五分之一。它可以在主体的整个或大部分长度上延伸，或者仅在主体的一小部分上延伸，这尤其取决于所设想的应用。这些反射面10使得光线能够在横向于光导的主轴线的方向上偏转，从而使它们从光导出射，从而产生光束。形成光束的光线经由主体的与包括反射面10的部分基本相对的部分，从光导的主体出射。该部分通常被称为出射面，包括反射面的部分通常被称为反射面。
图2更详细地示出了旨在使光线从光导的主体出射的反射面10。这是沿着图1中的线II-II的光导的截面图。可以在其中识别形成屈光部的光导2的主体4的外表面12。还可以看出，反射面部分10包括三个区域：中心第一区域16和在中心区域的相应相反侧上的两个侧向区域14和18。中心区域16构成第一行倾斜反射面，并且侧向区域14和18构成具有比第一行反射面的尺寸小的尺寸的第二行反射面，如下文参照图3更详细地描述。
图3是图1和图2的光导的反射面10的更大尺度的视图。它是通过光导的主体的视图，好像透明的一样，主体的材料位于所示的凸出部之上，周围空气位于所述凸出部之下。
中心行16对应于具有棱镜轮廓的第一行反射面。更准确地说，第一行16包括倾斜反射面20和连接面22，连接面连接两个相邻的倾斜面。包括倾斜面20和邻近的连接面22的每对形成棱镜体积。倾斜面20都可以具有基本上相同的斜角。连接面22近似垂直于主体的主方向。它们形成有与主体的主方向垂直的并且以小于30°，更优选小于20°，甚至更优选小于10°的角度通过所述面的相应的垂线。
然后可以将穿过光导的主体的材料传播并与一个倾斜面20交会的光线朝向主体的与具有反射面10的面相对的出射面横向反射。侧向行14和18对应于第二行反射面。此处这些也是倾斜面24，类似于第一行的倾斜面20。然而，这些倾斜面24具有比第一行16的尺寸小得多的尺寸。它们可以与第一行的倾斜面对齐，如图3所示。第二行还包括在倾斜面24之间的连接面。它们包括基本上沿着光导的主方向延伸的第一连接面28和以类似于第一行16的连接面22的方式沿着与光导的主方向接近垂直的方向延伸的第二连接面26。以与第一行和第二行的倾斜面类似的方式，第二行或多个第二行的第二连接面26可以与第一行的连接面22对准。每对倾斜面24通过第一连接面28和第二连接面26连接。换句话说，第一连接面28对应于由倾斜面24和通过第一连接面28连接到倾斜面的第二连接面26形成的棱镜的截断部。因此，第二行或多个第二行包括与其顶点被截断的棱镜对应的倾斜面。
以与第一行的倾斜面处的反射现象相似的方式，通过光导的主体的材料传播并与一个倾斜面24交会的光线然后可以被横向地反射到主体的与反射面10的面相对的出射面。第一行16的倾斜面20具有比第二行或多个第二行14和18的倾斜面的长度l大的长度L。倾斜面的长度L和l在平面中的包含主方向的方向上测量。长度l可以小于长度L的30％，优选地50％，更优选地70％。
第一行16的连接面22具有比第二行或多个第二行14和18的第二连接面26的高度h大的高度H。连接面的高度H和h在平面中的包含主方向的方向上测量。高度h可以小于高度H的30％，优选为50％，更优选为70％。
第二行或多个第二行14和18的第一连接面28比倾斜面更长，第二行或多个第二行的第二连接面小于第一行16的第二连接面。
实际上，如图3详细示出的反射面10的布置具有这样的效果：第二行14和18的倾斜面24比第一行16的倾斜面反射更少的光通量。然而，它们仍然可以完成光束，特别是在偏离其主方向的区域中。
第一行16的宽度可以沿着光导变化，特别是在远离入射面和光源或多个光源的方向上增加。在这种情况下，反射倾斜面20的宽度逐渐增加，因此在面积上逐渐增加。这使得可以补偿沿着光导传播的光通量的与一些光线的出射相关联的逐渐减小以形成光束。第二行或多个第二行的宽度也可以沿光导改变。它可以在与第一行的方向相反的方向上变化，即它可以随着第一行的宽度增加而减小。事实上，第一行的宽度的增加使得可以生成如下光束，所述光束的沿与光导的主方向垂直的方向(即在偏离光束的主方向的观察方向上)的均匀性得到改善。用第二行或多个第二行完成光束的需要变得不那么重要。或者，第二行或多个第二行的宽度可以保持恒定，而第一行的宽度变化。
图4是从图1到图3的光导的反射面10的面的正视图，其示意性地示出了第一行16和第二行14/18的相应宽度的演变。左手端部对应于光导的入射面6(图1)和光源或多个光源。可以看出，第一行16具有宽度l3，并且第二行具有相应的宽度l1和l2。第一行16的宽度l3从对应于光的入射的左手端部逐步增加到相反端部。第二行14和18的宽度l1和l2可以是相等的并且分别按比例减小第一行16的宽度l1的增加，累积宽度l保持基本恒定。因此，可以通过增加第一行棱镜反射面的尺寸来补偿光线的渐进性出射。由于第一行的棱镜反射面的尺寸增大，所以第二行对光束的完成可以逐渐减小。
图5是从图1到图4的光导2的主体4的截面图。它分别示出了由第一行16和第二行14/18产生的光束。实际上可以看出，第一行16的倾斜反射面20基本上产生以照明装置的光学轴线为中心的光束的中心部分。还可以看出，具有较小尺寸的第二行14和18的倾斜反射面24特别地在光学轴线侧的区域中完成了光束。
因此，第一行16使得可以通过利用倾斜面的尺寸变化来补偿沿着光导的光通量的渐进性损耗而产生沿着光导均匀的光束的中心部分。特别是在远离光导的光学轴线及其模块及相关装置的区域中，第二行或多个第二行可以完成光束。这对于光导的其中第一行反射面是最小的部分(更特别地是在它们最窄的部分)尤其如此。
应当注意，根据所涉及的应用，单个第二行可能是足够的。在第一行的任一侧存在两个或更多个第二行使得可以在两个相反侧上完成光束。
还应注意，第二行或多个第二行可以是粗糙的漫反射面。然后，它们可以包括沿着大致垂直于粗糙面的方向随机取向的大量小反射面。穿过光导并且与粗糙面或多个粗糙面交会的光被在大量方向上反射，所述大量方向的对应的粗糙面部分的法线是主要分量，入射光线的能量被重新分布在多个反射光线中。这是能够完成由第一行产生的光束的漫反射。一行小的粗糙反射面的平均尺寸可以小于1mm，优选地0.5mm，更优选地0.2mm。
图6是根据图1至图5的光导的变化例的光导的反射面的表面的正视图。图1至图5的光导的附图标记用于相同或相应的元件，但为了明确区分两个实施例，这些数字增加了100。图6示意性地示出了光导102的第一行116和第二行114/118的相应宽度的演变，其他一切可能与图1至图5的光导相同。可以看出，光导102的主体104在其两个端部处包括两个入射面106和130。第一行116反射面在两个入射面中的每一个的水平高度处具有减小的宽度，该宽度从入射面朝向光导的中心部分逐渐增加。第一行116的任一侧上的第二行114和118的宽度在相反方向上变化，优选地使得具有基本上恒定的总体宽度。
可以特别是关于第一行和第二行的反射面的尺寸变化设想其他实施例。

Claims (17)

1.一种光导(2；102)，包括：
-透明主体(4；104)，其在主方向上是大致细长的，具有与所述主体的环境形成屈光部的外表面(12；112)；
-光线出射装置，所述光线出射装置沿着主体的外表面延伸，所述外表面适于使在主体内传播的光线从主体横向出射；
其特征在于：
光线出射装置包括:
-连续设置的第一行(16；116)装置；和
-连续设置的至少一个第二行(14,18；114,118)装置，分隔所述第一行和/或第二行的两个连续装置的距离沿着所述行是可变的。
2.根据权利要求1所述的光导(2；102)，其特征在于，
所述光线出射装置(14,16,18；114,116,118)是棱镜，每个所述棱镜由反射面(20,24；120,124)和连接面(22,26,28；122,126,128)形成，每个棱镜的反射面和连接面通过它们的一个边缘连接。
3.根据权利要求2所述的光导(2；102)，其特征在于，
第一行的连接面(22；122)形成有与主体的主方向垂直的并且以小于30°，更优选小于20°，甚至更优选小于10°的角度通过所述面的相应的垂线。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光导(2；102)，其特征在于，
分隔第一行的两个连续装置的距离为零，并且分隔第二行的两个连续装置的距离沿所述行是可变的。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的光导，其特征在于，
分隔第二行的两个连续装置的距离为零，并且分隔第一行的两个连续装置的距离沿着所述行是可变的。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的光导，其特征在于，
分隔第一行的两个连续装置的距离沿着所述行是可变的，并且分隔第二行的两个连续装置的距离沿所述行是可变的。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的光导(2；102)，其特征在于，
第二行或至少一个第二行(14,18；114,118)的反射面(24；124)是其长度l比对应的第一行(16；116)的倾斜面(20；120)的长度L小的倾斜面，长度l优选地小于长度L的30％，更优选地50％，甚至更优选地70％。
8.根据权利要求7所述的光导(2；102)，其特征在于，
所述第二行(14,18；114,118)的倾斜面(24；124)与对应的第一行(16,116)的倾斜面(20；120)对准。
9.根据权利要求7至8中的任一项所述的光导(2；102)，其特征在于，
所述第二行(14,18；114,118)在倾斜面(24；124)之间包括相应的第一连接面(28；128)和第二连接面(26；126)，第一面(28；128)大致平行于所述主体的主方向，并且所述第二面(26；126)形成有与主体的主方向垂直的并且以小于30°，更优选地小于20°，甚至更优选地小于10°的角度通过所述面的相应的垂线。
10.根据权利要求3和9所述的光导(2；102)，其特征在于，
所述第二行(14,18；114,118)的第二连接面(26；126)与相应的第一行(16；116)的连接面(22；122)对准。
11.根据权利要求3和9或10所述的光导(2；102)，其特征在于，
第二行(14,18；114,118)的第二连接面(26；126)具有比对应的第一行(16；116)的连接面(22；122)的高度H小的高度h，高度h优选地小于高度H的30％，更优选地50％，甚至更优选地70％。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的光导(2；102)，其特征在于，
第一行(16,116)和/或第二行(14,18；114,118)的宽度沿主体(4；104)的主方向变化。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的光导(2；102)，其特征在于，
第一行(16；116)的宽度减少并且所述第二行或至少一个第二行(14，18，114,118)的宽度沿主体(4；104)的主方向在一定程度上增加。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的光导(102)，其特征在于，
所述第一行(116)的宽度减小，所述至少一个第二行(114,118)的宽度沿着主体(104)的第一部分在一定程度上增加，并且相反地且沿着第二部分以相同程度增加，所述第二部分优选地与第一部分邻近。
15.一种包括光导和至少一个光源的照明和/或信号指示模块，其特征在于，
所述光导(2,102)是根据权利要求1至14中任一项所述的光导。
16.根据权利要求15所述的照明和/或信号指示模块，其特征在于，
所述模块包括在所述光导的每个端部处的至少一个光源(8；108)。
17.一种照明和/或信号指示装置，包括壳体和照明和/或信号指示模块，其特征在于，
所述照明和/或信号指示模块是根据权利要求15和16中任一项所述的照明和/或信号指示模块。
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