CN107575831B - 包括具有乳光效果的发光部分的车灯 - Google Patents

包括具有乳光效果的发光部分的车灯 Download PDF

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Abstract

车灯，包括：容器主体，其界定容纳至少一个光源的容纳座，所述光源适于发出多条光线；透镜体，其至少部分地封闭容纳座；光导，其在光入口壁附近面对所述至少一个光源；其中所述光导包括主体，其具有主要的纵向延伸线，并具有基本上与所述主要的纵向延伸线平行的第一和第二侧壁。主体具有第一沟槽，其从第一侧壁延伸到第二侧壁，第一沟槽包括多个第一孔，所述多个第一孔限定圆柱形或者球面的光学单元，其适于生成圆柱形或者球面的焦散面，所述焦散面通过连续的折射产生所述光线的朝向光出口壁的散射；其中所述第一孔不间断地邻近于彼此；其中第一沟槽的所述第一孔相对于光导的主体的厚度是盲孔，从主体的第一面穿透比所述厚度小的第一深度。

Description

包括具有乳光效果的发光部分的车灯
技术领域
本发明涉及包括具有乳光效果的发光部分的车灯。
背景技术
术语“车灯”通常意旨意味着车后灯或者车前灯，后者也被称为头灯或者前灯。
如已知的那样，车灯是车辆的照明和/或发信号装置，其包括在车辆外部的至少一个灯，其具有向车辆外部照明和/或发信号的功能，诸如像位置灯、方向指示灯、刹车灯，后雾灯、倒车灯、低光束头灯、远光大灯等。
车灯以其最简单的结构包括容器主体、透镜体和至少一个光源。
透镜体定位成封闭容器主体的口部以便形成容纳腔室。光源布置在容纳腔室中，其可转动以便当被提供电力时朝向透镜体发光。
在组装各种部件之后，车灯的构造涉及将透镜体固定并且密封在容器主体上。
发明内容
在本领域内越来越感觉到不仅需要使用车灯作为一种满足认证(homologation)要求以获得符合特定光测要求的光束的装置，而且也作为一种对于其上应用灯的车辆特定设计的装置。
因此，由灯发出的光模式不仅具有实现发信号和/或照明的功能，而且也具有创建精确的所要求的照明效果的功能。这种照明效果或者模式越来越多地代表一些汽车制造商的主旨，连同灯的光学部件一起，他们(汽车制造商)意旨使他们自身与他们的竞争对手区分开来。
另外，需要获得具有特定照明效果(典型地诸如乳光效果)的光模式。
不过这种照明效果会有损于所产生的光束的均匀性，这虽然不与特定的光测要求相关，但是会被最终用户认为是必要的。换言之，非均匀的光束虽然符合灯的光测要求，但是其会被车灯的最终用户认为是一个不可接受的“缺陷”。
因此需要获得发出具有乳光效果的光束而不忽视光束本身的适当的均匀性的灯。
在本领域内存在用于在车灯上获得乳光效果的各种方法。最受欢迎的是使用乳光材料，其被光束照射时能产生乳光的照明效果。
乳光材料由聚合材料制成，所述聚合材料包含由不同材料制成的微球以便使得光随机地分散。
通过光束的这一随机漫射，获得乳光效果是可能的。
不过存在一些规章，诸如美国的那些，其禁止在汽车灯的行业中使用这种材料。
获得乳光效果而不使用乳光材料对于该行业中的工程师而言不是一项简单的事情。
实际上，例如，使用直接形成在光导板的光输出表面上的凸起部或者微光学单元只会部分地实现所需的美学效果。更具体地，乳光是由环境光确定的一个美学特征。不过，应用乳光材料的光学系统不一定能同时保证均匀性。
因此在本领域内已经认知到需要提供一种车灯，其不使用乳光材料并产生同时为均匀和乳光的光束。
这样的要求通过根据权利要求1所述的车灯来满足。
本发明的其它实施例在从属权利要求中进行描述。
附图说明
从对其优选的和非限制性实施例的以下描述，本发明的进一步的特征和优势将变得更可理解，其中：
-图1是根据本发明的处于组装配置下的车灯前面的透视图；
-图2是图1所示车灯的透明的透视图；
-图3a是图1所示车灯的剖视图；
-图4a示出图3的细节IV；
-图3b-4b分别代表根据本发明另一个实施例的图3a和图4a的车灯和细节IV；
-图5是根据本发明车灯的分离的部分的透视图；
-图6是图5细节VI的透视图；
-图7-11是从根据本发明的车灯细节的从不同角度所取的各种视图；
-图12-13是根据本发明车灯的光学行为的示意图。
在下文描述的实施例之间的共同的元件或元件部分将用相同的附图标记指示。
具体实施方式
参考前面提到的附图，以4总体指示车灯，下面的论述将涉及到其且因此不丧失一般性原则。
如上所述，术语“车灯”通常被意指为车后灯或者车前灯，后者也被称为头灯或者前灯。
如已知的那样，车灯包括在车辆外部的具有照明和/或发信号的功能的至少一个灯，诸如像位置灯(其可以是前部位置灯、后部位置灯、侧部位置灯)、方向指示灯、刹车灯、后雾灯、倒车灯、低光束头灯、远光大灯等。
车灯4包括容器主体8，容器主体8通常是聚合材料的，其通常允许车灯4附接到相关的车辆。
为了本发明的目的，该容器主体8可具有任何形状、尺寸和位置：例如，容器主体8可不直接与相关联的车辆的车身或者其它附件相关联。
根据一个实施例，容器主体8限定容纳座12，容纳座12容纳至少一个光源16，所述光源16适于当被提供电力时发出多条光线Ri，多条光线Ri限定将在车灯4外面传播的光束。为了本发明的目的，所使用的光源类型是不相关的；优选地，光源16是发光二极管(LED)光源。
容纳主体8可以已知的方式在所述容纳座12中容纳车灯4的各种光学和/或电子元件的中间支撑单元18。
例如，本领域公知的是通过合适的基座19对光源16提供电力和支撑。
车灯4还包括透镜体20，透镜体20至少部分地毗邻容器主体8。
透镜体20附接到容器主体8，以便至少部分地封闭容纳至少一个主光源16的所述容纳座12。
为了本发明的目的，透镜体20可在外部，以便限定车灯的直接接触大气的至少一个外壁。
在车辆内部提供透镜体20以便其被容纳在车辆内部中，也是可能的；例如车顶灯或者为车辆仪表板的一部分的灯就是这种情况。
透镜体20封闭容纳座12，并且适于被由主光源16所产生的所述光束穿过。
在该方面，透镜体20由至少部分透明或者半透明或者半透亮的材料制成，不过其还可包括一个或多个不透明的部分，以便允许由所述至少一个主光源16发出的主光束的至少一部分穿过。
根据可能的实施例，透镜体20的材料是树脂，诸如PMMA、PC等。
车灯4还包括光导24，所述光导24在其光入口壁28处面对所述至少一个光源16，以便从所述至少一个光源16接收光束并将所述光束传播到面对透镜体20的光出口壁32。
光导24包括主体36，所述主体36具有主要的纵向延伸线L，主要的纵向延伸线L通过全内反射限定在主体36内部的光束的传播方向，并且所述主体36具有基本上与上述主要的纵向延伸线L平行的第一和第二侧壁40、44。
有利地，主体36具有第一沟槽48，第一沟槽48从第一侧壁40延伸到第二侧壁44，第一沟槽48包括多个第一孔52，所述多个第一孔52限定圆柱形或者球面的光学单元，该光学单元适于生成圆柱形或者球面的焦散面，所述焦散面通过连续的折射产生所述光线Ri的朝向光出口壁32的散射，以便发射具有乳光效果的光束。
所述第一孔或者光学单元52是不间断地并排的，以便至少部分地彼此贯穿。换言之，两个第一相邻的孔52未被主体36的部分完全分开，而是至少部分地共用各侧壁的多个部分。
第一沟槽48的第一孔52相对于光导24的主体36的厚度56是盲孔，即非贯通的，第一孔52从主体36的第一面60穿透比上述厚度56小的第一深度64。例如，上述第一孔52具有从1毫米到5毫米范围内的直径。
如上所述，上述第一孔52基本上彼此相切或者顶多至少部分地彼此贯穿，例如贯穿达圆扇形部分66，相对于与第一孔轴线X-X垂直的剖面测量的圆扇形部分66等于第一孔52的总面积的1-10％(参见图8中的放大的细节VIII，其与两个相邻的第一孔52′、52″相关)。为了本发明的操作的目的，重要的是，对于光线R1而言没有摆脱上述第一孔52的自由路径；换言之，全部光线必须通过上述第一孔52以便在光学上受到上述第一孔52的作用。应当指出的是孔的相切或者相贯穿可取决于生产过程：激光钻孔导致基本上相切的孔，而注射模制工艺倾向于呈现这些孔的相贯穿。
根据一个实施例，上述第一孔52是圆形截面的孔，其彼此等距并具有相同的直径。
上述第一孔52可提供略微的扩口或者脱模角度，以使得光导24的主体36从模具提取变得容易。
相对于与上述第一孔52的第一轴线X-X垂直的剖面，第一沟槽48沿着基本上平行于光出口壁32的第一曲线状部分68延伸。
第一曲线状的部分68也可以是笔直的。
主体36在光出口壁32上具有漫射部分72，漫射部分72包括微光学单元和/或凸起部和/或磨光处理部，适合于标准化及散布由光出口壁32发出的光束。
换言之，漫射部分72用于使光模糊到去除孔52、92的轮廓，以便阻断由前面提到的圆柱形或者球面的光学单元提供的唯一贡献。
包括微光学单元和/或凸起部和/或磨光处理部的并适合于标准化及散布由光出口壁32发出的光束的上述漫射部分72也可在透镜体20上形成。
例如，在第一沟槽48的上述第一深度64的延伸线上，上述漫射部分72延伸到光出口壁的部分76。以这样的方式，来自第一沟槽的光线通过光出口壁32在出口中被更进一步均匀化。
主体36在光出口壁32上可具有遮盖物80，遮盖物80布置在不受上述第一孔52的影响的主体部分上，上述遮盖物80配置成使得不被入射到其上的光束穿过(图4b)。
根据一个实施例，在沿着光束的传播方向上相对于第一沟槽48偏置距离88的偏置位置内，主体36具有第二沟槽84，第二沟槽84从第一侧壁40延伸到第二侧壁44。
第二沟槽84包括多个第二孔92，所述多个第二孔92限定圆柱形或者球面的光学单元，该光学单元适于生成圆柱形或者球面的焦散面，所述焦散面通过连续的折射产生所述光线Ri的朝向光出口壁32的散射。
所述第二孔92是不间断地并排的，以便至少部分地彼此贯穿。
第二沟槽84的所述第二孔92相对于光导24的主体36的厚度56是盲孔，即非贯通的，第二孔92从主体36的与第一面60相对的第二面96，沿主体36的厚度56穿透比上述厚度56小的第二深度100。
例如，上述第二孔92具有从1毫米到5毫米范围内的直径。
例如，上述第二孔92基本上彼此相切或者顶多彼此贯穿，例如贯穿达圆扇形部分66，相对于与第二孔轴线Y-Y垂直的剖面测量的圆扇形部分66等于第二孔92的总面积的1-10％(参见图9中的放大的细节IX，其与两个相邻的第二孔92′、92″相关)。
为了本发明操作的目的，重要的是，对于光线Ri而言没有摆脱上述第二孔92的自由路径；换言之，全部光线必须通过上述第二孔92以便在光学上受到上述第二孔92的作用。应当指出的是，孔的相切或者相贯穿可取决于生产过程：激光钻孔导致基本上相切的孔，而注射模制工艺倾向于呈现这些孔的相贯穿。
优选地，上述第二孔92是圆形截面的孔，其彼此等距并且具有都一样的直径。
上述第二孔92可提供略微的扩口或者脱模角度，以便于光导24的主体36从模具提取变得容易。
优选地，上述第二孔92与上述第一孔52相同。
相对于与上述第二孔92的第二轴线Y-Y垂直的剖面，第二沟槽84沿着基本上平行于光出口壁32的第二曲线状部分104延伸。
第二曲线状的部分104也可以是笔直的。
在第一沟槽48和第二沟槽84之间的距离88等于一定的值，距离88被限定为在第一孔52和第二孔92各自的轴线X-X和Y-Y之间的距离，该一定的值足以保证光导24的机械刚性，例如等于各个孔的直径。
优选地，第一孔52和第二孔92(其在整个厚度56上是盲孔或者非贯通的)从主体36的相对的第一面60和第二面96的相应的一个延伸，以便共同地截取主体36的整个厚度56。换言之，考虑到第一深度64和第二深度100的和大于或等于主体36的厚度56，光束的每个光线Ri，沿其从光入口壁28到光出口壁32的路径，要么与上述第一孔52相遇，要么与上述第二孔92相遇。
优选地，第一盲孔52和第二盲孔92从相对面60、96的相应的一个延伸第一深度64和第二深度100，第一深度64和第二深度100中的每一个至少等于主体36的厚度56的一半。
根据一个实施例，光源16取向成沿着与光导24的对准平面垂直的方向发光。因此，以第一和第二分叉部108、112优选地为彼此垂直地布置地，光导24的主体36延伸，以便总体上呈现L形，其中光入口壁28和光出口壁32基本上垂直于彼此。
反射元件布置在上述第一和第二分叉部108、112的相交部分116处，以将在第一分叉部108内传播的光束朝向主体36的第二分叉部112的内部反射。当然，在实施例的一个变型中，主体36可只包括第二分叉部112，并且光源16取向成在沿着第二分叉部112的长度的方向上发光。
现在将描述根据本发明的车灯的光学操作，以便阐明如何通过使用在光导内的盲孔来获得所需的光效果。
具体地，图12示出光束的行为，该光束具有平行于光线Ri的方向，所述光线照射到孔，并且根据被围在两个极端输出方向R’i、R”i之间的角度，通过随后的折射和反射偏离。
光束在从主体的材料到孔内部空气的传输中并且随后在从空气到主体材料的传输中发生两次折射和反射。这样，光束在具有开度角2α的光锥内漫射，该开度角2α取决于被光束穿过的器件的材料。例如，在PMMA或PC的主体的情况下，角度α约等于40度。这样的光锥具有明显的圆心，该圆心在位于孔内部的虚焦点Fi内。
图13示出三个不同的光束的相同的光学漫射线路图，每一光束具有平行于光线R1、R2、R3的方向，它们从光导24内的不同方向出来并且照射到同一个孔。
每一所述光束漫射到具有开度角2α的光锥内，该开度角2α取决于被光束穿过的器件的材料。具体地，具有平行于光线R1、R2、R3的方向的每一光束照射到孔，并且根据分别被围在两个极端输出方向R’1、R”1、R’2、R”2、R’3、R”3之间的角度，由于随后的折射和反射而偏离。
另外，每一光线R1、R2、R3在位于孔内部的各个虚焦点F1、F2、F3内部确定2α的光锥亮度。
来自不同方向的这种光锥R’i、R”i的重叠使得可在孔的出口处获得一种光分布，该光分布基本上是朗伯(Lambertian)的，与通常由乳光材料产生的体散射几乎相同。
如可从上述内容意识到的那样，本发明克服了现有技术的缺点。
具体地，根据本发明的灯允许获得任何乳光效果的光模式而不在灯的外部透镜体上或者光导上使用任何乳光材料的层。
具体地，孔的几何形状形成球面或者圆柱形的焦散面，该焦散面利用了穿过不同器件(即光导的塑料材料和空气)的光折射现象。以这种方法，入射光束以一定的角度(该角度取决于所穿过的材料)展开，并且任意分布，以扩散及散射该光，以便如可看到的那样获得所述乳光效果。
更具体地，通过施加到光出口壁上的微光学单元或者凸起部获得乳光效果，其是与环境光的漫射相关的美学效果。用LED源照亮光导，即在车灯打开的状态下，孔与这种微光学单元或者凸起部的相互作用导致均匀化的效果。
显然，本发明的灯能够免除灯的全部光测规定，并且能够发射均匀的并且对于观察者的眼睛而言是愉悦的光束。
本领域内的技术人员在满足可能的和具体的要求的目的中可对上面描述的车灯做出许多修改和变化，所有这些修改和变化落在本发明的如下列权利要求所限定的范围内。

Claims (20)

1.车灯(4)，其特征在于，包括：
-容器主体(8)，其界定容纳至少一个光源(16)的容纳座(12)，所述光源(16)适于当被提供电力时发出多条光线(Ri)，所述多条光线(Ri)限定将在车灯(4)外面传播的光束；
-透镜体(20)，其至少部分地封闭容纳座(12)，并且适于由光源(16)所产生的所述光束穿过；
-光导(24)，所述光导(24)在其光入口壁(28)处面对所述至少一个光源(16)，以便从所述至少一个光源(16)接收光束并将所述光束传播到面对透镜体(20)的光出口壁(32)；
-其中所述光导(24)包括主体(36)，所述主体(36)具有主要的纵向延伸线(L)，主要的纵向延伸线(L)通过全内反射限定在主体(36)内部的光束的传播方向，并且所述主体(36)具有基本上与所述主要的纵向延伸线(L)平行的第一和第二侧壁(40、44)；其特征在于：
-主体(36)具有第一沟槽(48)，第一沟槽(48)从第一侧壁(40)延伸到第二侧壁(44)，第一沟槽(48)包括多个第一孔(52)，所述多个第一孔(52)限定圆柱形或者球面的光学单元，所述光学单元适于生成圆柱形或者球面的焦散面，所述焦散面通过连续的折射产生所述光线(Ri)的朝向光出口壁(32)的散射，以便发射具有乳光效果的光束；
其中，所述第一孔(52)不间断地邻近于彼此；
其中，第一沟槽(48)的所述第一孔(52)相对于光导(24)的主体(36)的厚度(56)是盲孔，所述第一孔(52)从主体(36)的第一面(60)穿透比所述厚度(56)小的第一深度(64)。
2.根据权利要求1所述的车灯(4)，其特征在于，所述第一孔(52)具有在1毫米到5毫米之间的直径。
3.根据权利要求1或2所述的车灯(4)，其特征在于，所述第一孔(52)基本上彼此相切或者彼此贯穿达圆扇形部分(66)，相对于与第一孔(52)的第一轴线(X-X)垂直的剖面测量的所述圆扇形部分(66)等于所述第一孔(52)的总面积的1-10％。
4.根据权利要求1或2所述的车灯(4)，其特征在于，所述第一孔(52)是圆形截面的多个孔，所述多个孔彼此等距并具有相同的直径。
5.根据权利要求1或2所述的车灯(4)，其特征在于，相对于与所述第一孔(52)的第一轴线(X-X)垂直的剖面，第一沟槽(48)沿着基本上平行于光出口壁(32)的第一曲线状部分(68)延伸。
6.根据权利要求1或2所述的车灯(4)，其特征在于，主体(36)在光出口壁(32)上具有漫射部分(72)，所述漫射部分(72)包括微光学单元和/或凸起部和/或磨光处理部，适合于标准化及散布由光出口壁(32)发出的光束。
7.根据权利要求6所述的车灯(4)，其特征在于，对应于第一沟槽(48)的所述第一深度(64)的延伸线，所述漫射部分(72)延伸于光出口壁(32)的部分(76)。
8.根据权利要求1或2所述的车灯(4)，其特征在于，主体(36)在光出口壁(32)上具有遮盖物(80)，遮盖物(80)布置于不受所述第一孔(52)影响的主体部分，所述遮盖物(80)成形为使得不被入射到其上的光线(Ri)穿过。
9.根据权利要求1所述的车灯(4)，其特征在于，在沿着光束的传播方向上相对于第一沟槽(48)偏置距离(88)的偏置位置内，主体(36)具有第二沟槽(84)，第二沟槽(84)从第一侧壁(40)延伸到第二侧壁(44)，第二沟槽(84)包括多个第二孔(92)，所述多个第二孔(92)限定圆柱形或者球面光学单元，所述光学单元适于生成圆柱形或者球面的焦散面，所述焦散面通过连续的折射产生所述光线(Ri)的朝向光出口壁(32)的散射；
其中，所述第二孔(92)不间断地邻近于彼此；
其中，第二沟槽(84)的所述第二孔(92)相对于光导(24)的主体(36)的厚度(56)是盲孔，所述第二孔(92)从主体(36)的与第一面(60)相对的第二面(96)沿着主体(36)的厚度(56)穿透比所述厚度(56)小的第二深度(100)。
10.根据权利要求9所述的车灯(4)，其特征在于，所述第二孔(92)具有在1毫米到5毫米之间的直径。
11.根据权利要求9或10所述的车灯(4)，其特征在于，所述第二孔(92)基本上彼此相切或者彼此贯穿达圆形的扇区(66)，相对于与第二孔(92)的第二轴线(Y-Y)垂直的剖面测量的圆形的扇区(66)等于所述第二孔(92)的总面积的1-10％。
12.根据权利要求9或10所述的车灯(4)，其特征在于，所述第二孔(92)是圆形截面的多个孔，所述多个孔彼此等距并且皆具有相同的直径。
13.根据权利要求9或10所述的车灯(4)，其特征在于，所述第二孔(92)与所述第一孔(52)相同。
14.根据权利要求9或10所述的车灯(4)，其特征在于，相对于与所述第二孔(92)的第二轴线(Y-Y)垂直的剖面，第二沟槽(84)沿着基本上平行于光出口壁(32)的第二曲线状部分(104)延伸。
15.根据权利要求9或10所述的车灯(4)，其特征在于，在第一沟槽(48)和第二沟槽(84)之间的所述距离(88)等于所述第一孔(52)或第二孔(92)的直径。
16.根据权利要求9或10所述的车灯(4)，其特征在于，第一孔(52)和第二孔(92)从主体(36)的相对的第一面(60)和第二面(96)中相应的一个延伸，以便完全地截取主体(36)的整个厚度(56)，从而使得光束的每一光线(Ri)来自光入口壁(28)，使得第一深度(64)和第二深度(100)的和大于或等于主体(36)的厚度(56)。
17.根据权利要求9或10所述的车灯(4)，其特征在于，第一盲孔(52)和第二盲孔(92)从相对的面(60、96)中相应的一个延伸第一深度(64)和第二深度(100)，第一深度(64)和第二深度(100)中的每个至少等于主体(36)的所述厚度(56)的一半。
18.根据权利要求1或2所述的车灯(4)，其特征在于，光导(24)在光入口壁(28)侧上包括反射器元件，反射器元件适于将入射到它们上的光束的光线(Ri)朝向所述光出口壁(32)引导。
19.根据权利要求18所述的车灯(4)，其特征在于，光导(24)的主体(36)包括彼此垂直地布置的第一和第二分叉部(108、112)，以便总体上呈现L形，其中光入口壁(28)和光出口壁(32)基本上垂直于彼此。
20.根据权利要求19所述的车灯(4)，其特征在于，所述反射器元件布置于所述第一和第二分叉部(108、112)的相交部分(116)布置。
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