CN108136953A - 透明漫射隔板和使用该漫射隔板的车灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及漫射隔板，其由透明材料制成的片材(10)构成，以形成光导，所述光导具有内表面(Fi)和外表面(Fe)以及至少一个侧向光入射区(12)，侧向光入射区(12)配置成将来自侧向光源(11)的光引导到片材(10)内，内表面(Fi)在漫射区(Z)中包括至少部分地圆锥形的并且其分布在漫射区(Z)上的空腔(20)，片材(10)具有的厚度(e)包括在1mm至8mm之间，并且选择空腔(20)的尺寸，使得当片材(10)由垂直光束照射时，对于在外表面处在垂直方向上观察并且相距多于50cm的距离具有10/10视觉灵敏度的观察者而言空腔(20)不是单独可见的。

Description

透明漫射隔板和使用该漫射隔板的车灯

技术领域

本发明涉及照明领域，并且在优选但非排它性的应用中涉及车辆(尤其是机动车辆)前部或后部的信号指示灯领域。

背景技术

在优选的应用领域中，特别是从专利FR 2 898 660已知一种车灯，尤其是后灯，其包括至少一个第一光源，该第一光源适于通过透明漫射隔板发射光束。根据该文献，漫射隔板由透明材料制成的片材构成，以形成光导，所述光导一方面具有指向灯内部和第一光源的内表面，另一方面具有与内表面相对的外表面，所述外表面指向灯的外部，以便对于潜在的观察者可见。漫射隔板还包括至少一个侧向光入射区，该至少一个侧向光入射区旨在与至少一个侧向光源相关地放置并且配置成将来自侧向光源的光引导到内部或引导到片材的厚度内。为了确保来自侧向光源的光朝向外表面漫射，片材的内表面还在漫射区中包括分布在漫射区上并且具有一定纵深的至少部分地圆锥形空腔，所述纵深小于漫射片材的厚度，并且对于圆锥形部分而言具有小于或等于90°的顶角。漫射隔板还适于透射来自第一光源的光。根据该文献，漫射隔板允许获得来自第一光源的光的均匀性以及由位于隔板内表面对面的反射器反射的光的均匀性。然而，根据该文献的圆锥形空腔的分布和尺寸是如此的以至于漫射区在信号指示灯接通和关断状态下都显示出浑浊的或颗粒状外观，这损害了信号指示灯的整体美观性。

发明内容

因此需要一种新型的漫射或漫射性隔板，该隔板显示出透明性或美学外观而没有现有技术的浑浊外观，或者甚至显示出晶体外观，同时在透射第一光源以及在侧向光源漫射通过漫射区时提供更好的性能。

为了实现该目的，本发明涉及一种透明漫射隔板，其由透明材料制成的片材构成，从而形成光导，所述光导具有内表面和与内表面相对的外表面，所述外表面指向外部以便对于潜在的观察者可见，并且所述光导还具有至少一个侧向光入射区，其旨在与至少一个侧向光源相关地放置并且配置成将来自光源的光引导到内部或引导到片材的厚度内，片材的内表面在漫射区中包括分布在漫射区上并且具有一定纵深的至少部分地圆锥形空腔，所述纵深小于漫射区中片材的厚度，并且对于圆锥形部分而言具有小于或等于90°的顶角，透明隔板还适于透射入射光。

根据本发明，漫射隔板的特征在片材具有的厚度包括在1mm至8mm之间，并且其特征在于选择空腔的尺寸，使得当片材由垂直于其内表面的入射光束照射时，对于在片材外表面处在垂直于片材外表面的方向上观察并且位于高于或等于50cm的距离处具有10/10视觉灵敏度的观察者而言空腔不是单独可见的。“10/10视觉灵敏度”是指对于从片材外表面相距高于或等于50cm的距离处的观察者而言，在与片材外表面垂直的方向上空腔是不可见的，观察者的至少一只眼睛不能区分与眼睛形成等于或小于1弧分或1/60度的视角的两个点。

根据本发明的灯具有保持第一光源的光度效率的优点，所述第一光源的光束没有受到或几乎不受其穿过漫射隔板的干扰或影响。此外，漫射隔板由于其透明性而不影响位于漫射隔板后面的灯元件在其内表面侧上的视觉。此外并且特别令人惊讶的是，尽管隔板的透明性，但灯隔板仍允许朝向灯的外部和在其漫射区漫射大部分来自侧面光源的光，使得后者能够确保按照标准要求进行信号指示或照明功能。

此外，必须指出的是，漫射隔板允许为观察者提供令人惊讶的效果，以致于在侧面光源接通之前，观察者不会感知到漫射隔板的存在，并且在接通侧面光源之后观察者只看到或主要看到隔板的漫射区，而不会感知到光的侧向起源。

根据本发明的特征，每个圆锥形空腔的基部都具有基本上椭圆形的形状，其长轴具有在相应的片材表面处测得的小于或等于0.12mm的长度。对于圆锥形空腔的基部而言这种尺寸允许使它们对于位于外表面侧上的观察者而言感知不到，特别是当内表面侧上没有接通光源时。优选地，长轴的长度包括在0.03mm至0.12mm之间。

根据该特征的变型，漫射区中的圆锥形空腔的覆盖率，即圆锥形空腔的基部的表面之和与漫射区的总表面之间的比率小于或等于0.21，并且优选地包括在0.03到0.21之间。在本发明的框架内已经确定这种覆盖率值允许完全令人惊讶地实现来自侧向光源的光的极好漫射效率，而基本上不影响来自位于后部或漫射隔板后面的光源的光的透射。

根据本发明的特征，两个相邻空腔之间的最小距离高于或等于0.18mm。

根据本发明的另一个特征，两个相邻空腔之间的最小距离包括在0.2mm和0.8mm之间。

根据本发明的又一个特征，空腔沿着基本上平行的行布置。

根据该特征的变型，相同行的两个相邻空腔之间的间距包括在0.2mm和0.8mm之间。

根据该特征的另一个变型，两个相邻行之间的距离包括在0.14mm和0.8mm之间。

根据该特征的另一个变型，空腔是交错的，以便相对于彼此从一行到另一行偏移。

在该变型的框架内并且根据优选但非排它性的实施例，两个相邻行之间的距离包括在0.14mm和0.8mm之间，并且优选地在0.14mm和0.57mm之间。

根据本发明的特征，空腔沿着行和列以直角布置，列或行的方向与侧向光入射区的延伸方向形成包括在40°和50°之间的角度，并且优选地具有45°的量级。根据该特征，空腔被布置在形成虚拟网格的正交虚拟线的交叉点处，所述虚拟网格在漫射区的内表面上并且穿过空腔的中心。

根据该特征的变型，两个相邻列之间的距离包括在0.2mm和0.8mm之间。

根据本发明的一个特征，两个相邻行之间的距离随着行远离侧向光入射区而减小。必须指出的是，两个相邻行之间的距离变化规律不是必须为线性的。

根据本发明的另一个特征，随着行远离侧向光入射区，同一行的两个相邻空腔之间的间距减小。必须指出的是，间距变化规律不是必须为线性的。

根据本发明的特征，随着远离侧向光入射区，空腔的表面密度增加。必须指出的是，密度变化规律不是必须为线性的。

根据本发明的特征，空腔的表面密度包括在每平方厘米200个空腔和每平方厘米2500个空腔之间。令人惊讶的是，即使具有为每平方厘米2500个空腔的密度，本发明也能保持隔板的透明性。

根据本发明的另一个特征，在空腔的圆锥形壁和内表面的相邻表面之间的最小角度包括在2°和4°之间。实施这样的角度值允许保证片材在其制造过程中良好的脱模。

根据本发明的又一个特征，漫射隔板或构成它的片材的内表面和外表面至少部分地弯曲。

根据本发明的特征，漫射隔板包括布置在内表面上的第一漫射区中的圆锥形空腔和布置在隔板外表面上的第二漫射区中的圆锥形空腔。根据本发明，第一和第二漫射区、内部漫射区和外部漫射区域可以分别位于彼此完全或部分相对的位置，或者在彼此之间也不具有重叠区域。类似地，内部漫射区和外部漫射区可以具有相同的图案或相同的形状，或者相反具有不同的形状。

根据本发明的一个优选实施例，通过在模具中进行加压模制来获得漫射隔板，模具的与内部面部分对应的模腔包括至少部分为圆锥形的凸形构造，旨在形成圆锥形空腔。

本发明还涉及一种车灯，特别是后灯，其包括至少一个根据本发明的透明漫射隔板和侧向光源，该侧向光源与漫射隔板的侧向入口相关联并且适于在漫射隔板的厚度内发射光束。

根据本发明的一个特征，车灯包括至少一个位于漫射隔板内表面侧上并适于通过漫射隔板发射光束的光源。

当然，根据各种组合，本发明的不同特征、变型和实施例可以彼此相关联，只要它们彼此不会不相容或不会彼此排斥即可。

附图说明

此外，通过参照示出根据本发明的车灯的非限制性实施例的附图进行的以下描述，本发明的各种其它特征将变得明显。

-图1是根据本发明的信号指示灯的示意图。

-图2是构成图1所示灯的漫射隔板的从其内表面观察的正视图。

-图3是构成图1所示灯的漫射隔板的局部示意性横截面。

-图4是图3中所示截面的左视图。

-图5是根据本发明的漫射隔板的另一实施例的类似于图2的正视图。

-图6是从内表面观察的根据本发明的漫射隔板的又一个实施例的与图2类似的正视图。

-图7是从其外表面观察的根据权利要求6的漫射隔板的实施例的正视图。

具体实施方式

应该指出的是，在这些图中，不同变型共有的结构和/或功能元件可以具有相同的附图标记。

整体由附图标记F表示的根据本发明的车灯旨在适于车辆，以便能够朝向车辆的外部E发射光束。在优选但非排它性的应用中，根据本发明的灯旨在位于车辆的后部，以便向外部观察者O发出可见的至少一个光信号或光束，以具体地实现至少一个信号指示或照明功能，诸如侧面标志灯、后部或位置灯、停车灯、后雾灯、转向信号灯、倒车灯、装饰灯，该列表不是详尽的或限制性的。

因此，灯F包括适于朝向观察者O朝向车辆外部发射光束的至少一个第一光源1。根据所示实例，灯F包括第二光源3，第二光源3也适于朝向车辆外部发射光束4。因此第一和第二光源可以确保不同的信号指示或照明功能。

根据本发明，灯F还包括位于第一光源1和第二光源3与车辆外部之间的漫射隔板10。漫射隔板10还设计成确保来自第一和第二光源的光束2和光束4的透射而几乎不损害其强度。漫射隔板10还设计成确保来自侧向光源11的光的朝向外部E的漫射不会对于观察者O而言从车辆外部直接可见。然后，侧向光源和相关联的漫射隔板可以实现第三信号指示或照明功能或者也可以实现装饰照明功能。

为此目的，漫射隔板10由诸如塑料材料(如聚碳酸酯或聚(甲基丙烯酸甲酯))的透明材料制成的片材构成。漫射隔板10还可以是无色的或者具有均匀的颜色或者还有不同颜色的区域。优选地，为了吸收尽可能少的光，漫射隔板是无色的，或者根据当前术语，是晶体或“晶体颜色”。

漫射隔板包括指向灯内部以及第一和第二光源1,3的内表面Fi和与内表面Fi相对的外表面Fe，该外表面指向车辆的外部并且对于观察者O而言可见。隔板10可以具有不同的形状，使得其内表面Fi和其外表面Fe可以部分地或完全地弯曲，应当理解的是，内表面和外表面也可以是至少部分平坦的和/或可展开的。

漫射隔板10形成光导，其具有侧向区12，用于使来自相对于所述侧向入射区12放置的侧向光源11的光入射。侧向入射区还配置成将来自侧向光源的光引导到内部或漫射隔板10的厚度内。根据所示的实例，侧向入射区12位于正交于漫射隔板10的内表面Fi和外表面Fe的侧面上。然而，根据本发明，侧向入射区12可以位于内表面Fi上或也可位于外表面Fe上，并且例如包括用于朝向漫射隔板的内部反射光的一个或多个表面。

为了允许来自侧向光源11的光15在漫射区Z处向外部E漫射，隔板10的内表面Fi包括圆锥形空腔20，如图2中所示，所述圆锥形空腔20被分配或分布在漫射区Z上。必须指出的是，根据图示的实例，漫射区Z形成基本上矩形的垫，其仅占据隔板10的内表面Fi的一部分。然而，根据本发明，漫射区Z可以占据内表面Fi的整个表面或者也可以占据内表面Fi的不同部分。在该方面，漫射区Z可以形成几何图案等。

每个空腔20在隔板10的内表面Fi处开口，并且具有至少部分圆锥形的形状，使得其周壁朝向其底部21朝向外表面Fe会聚，如图3中可见。每个空腔20具有纵深Pf，其远远小于隔板10的厚度e，隔板10的厚度e优选地包括在2mm和8mm之间。空腔的纵深Pf优选地包括在0.05mm和0.08mm之间。空腔20的圆锥形部分具有小于或等于90°的顶角α，并且优选地包括在40°与90°之间。为了在通过注射成型制造隔板期间允许隔板良好的脱模，空腔20的圆锥形壁与内表面的相邻表面之间的最小角度β包括在2°和4°之间。

此外，选择空腔的尺寸以使得当观察者位于高于或等于50cm的距离处时，这些空腔对于10/10视觉敏感度的观察者O而言是不可见的。优选地并且如图4中所示，在内表面Fi处的每个空腔20的基部具有椭圆形形状，在包括圆形形状的术语的一般意义上，具有长轴A，其在内部面Fi处测得的长度小于或等于0.12mm，并且优选地包括在0.03mm和0.12mm之间或在0.03mm和0.1mm之间或在0.03和0.08mm之间。

更特别优选地，空腔20全部具有基本上相同的尺寸并且分布在整个漫射区域上，使得两个空腔20之间的最小距离d高于或等于0.18mm并且优选地包括在0.2mm和0.8mm之间。此外在目前情况下选择空腔20的分布，使得圆锥形空腔基部的表面之和与漫射区域的总表面之间的比率小于或等于0.21，并且优选地包括在0.03和0.21之间。这种分布允许获得包括在79％和97％之间的漫射区的透明度。

根据所示的实施例，空腔20沿着平行的行R布置，应当理解的是，这些行遵循彼此平行的线或曲线，这些线不必须是直的，但可以尤其对应于内表面Fi的测地线(geodesicline)。空腔20优选地相对于彼此从一行到另一行偏移，以显示交错的布置或分布。优选地，同一行的空腔是等距的，使得同一行R的两个相邻空腔20之间的间距p包括在0.2mm和0.8mm之间。此外，根据图2所示的实例，两个相邻行R之间的距离D包括在0.14mm和0.57mm之间。

根据图示的实例，两个相邻行之间的距离D随着行远离侧向光入射区12而减小，这允许获得漫射区Z的均匀照明。

根据本发明的一个变型，为了更好地补偿漫射区的不同部分相对于侧向光源11的间隔，相同行的两个相邻空腔之间的间距p随着行R远离侧向光入射区12而减小，而两个相邻行之间的距离D随着行远离侧向光入射区12而减小。这样，随着远离侧向光入射区12，空腔的表面密度增加。因此，在本发明的框架内，漫射区中的空腔的表面密度在每平方厘米200个空腔和每平方厘米2500个空腔之间变化。必须指出的是，令人惊讶的是，即使在表面密度为每平方厘米2500个空腔的情况下，这些空腔都是不可见的，并且当在所述漫射区中在基本垂直于漫射隔板外表面的方向上观察时，漫射区看上去是完全透明的。

根据结合图2描述的实例，空腔在漫射区内是交错的。然而，对于制造根据本发明的漫射区而言，这种布置不是必需的，因此图5示出漫射区Z中的空腔的另一布置。根据该另一布置，空腔沿着行R和列C以直角布置。列或行的方向相对于侧向光入射区12的延伸方向Δ形成包括在40°和50°之间以及优选为大约45°量级的角度γ。接着，对应于两个相邻列C之间的距离的同一行的两个相邻空腔之间的距离和间距包括在0.2mm和0.8mm之间，而两个相邻行之间的距离D1也包括在0.2mm和0.8mm之间。随着远离入射区域12，间距P和距离D1则可能减小。为了便于制造漫射区，可以选择使间距值P保持恒定，而距离D1随着远离入射区域12而减小，或者相反。然相对于方向Δ的列和行的倾斜度允许在漫射区Z中获得可感知的亮度或辉度的均匀性。

根据结合图1至图4描述的示例性实施例，构成漫射隔板的片材具有恒定的厚度e。然而，根据本发明，漫射隔板的厚度e可以变化，并且特别是随着远离入射区12而减小。因此，漫射隔板的厚度可以在漫射区的宽度上线性地变化，垂直于侧向入射区的延伸方向Δ进行测量，其变化系数包括在0.75和0.85之间。

图6和图7示出了根据本发明的漫射隔板的另一个实施例。在该另一实施例的框架内，内表面Fi和外表面Fe分别包括内部漫射区Z和外部漫射区Z'，其由分布在其表面上的圆锥形空腔20形成。根据该实例，内部漫射区域Z限定L形图案，而外部漫射区Z限定矩形图案。

当然，可以在所附权利要求的范围内设想到根据本发明的漫射隔板或信号灯的其它变型实施例。

Claims (19)

1.一种透明漫射隔板，所述透明漫射隔板由透明材料制成的片材(10)构成，从而形成光导，所述光导具有内表面(Fi)和与内表面(Fi)相对的外表面(Fe)，所述外表面(Fe)指向外部以便对于潜在的观察者可见，并且所述光导还具有至少一个侧向光入射区(12)，所述至少一个侧向光入射区旨在与至少一个侧向光源(11)相关地放置并且配置成将来自侧向光源(11)的光引导到内部或引导到片材(10)的厚度内，至少片材(10)的内表面(Fi)在漫射区(Z)中包括分布在漫射区(Z)上并且具有一定纵深(pf)的至少部分地圆锥形空腔(20)，所述纵深小于漫射区(Z)中片材(10)的厚度(e)，并且对于圆锥形部分而言具有小于或等于90°的顶角(α)，透明隔板还适于透射入射光，隔板的特征在于片材(10)具有的厚度(e)包括在1mm至8mm之间，并且其特征在于选择空腔(20)的尺寸，使得当片材(10)由垂直于其内表面(Fi)的入射光束照射时，对于在片材(10)外表面处在垂直于片材(10)外表面的方向上观察并且位于高于或等于50cm的距离处的具有10/10视觉灵敏度的观察者而言，空腔(20)不是单独可见的。

2.根据前述权利要求所述的漫射隔板，其特征在于每个圆锥形空腔(20)的基部都具有基本上椭圆形的形状，其长轴(A)具有在内表面(Fi)处测得的小于或等于0.12mm的长度，优选地，包括在0.03至0.12mm之间。

3.根据前述权利要求所述的漫射隔板，其特征在于漫射区(Z)中的圆锥形空腔(20)的覆盖率，即圆锥形空腔(20)的基部的表面之和与漫射区(Z)的总表面之间的比率小于或等于0.21，并且优选地包括在0.10到0.21之间。

4.根据前述权利要求之一所述的漫射隔板，其特征在于在两个相邻空腔(20)之间的最小距离(d)高于或等于0.18mm。

5.根据前述权利要求之一所述的漫射隔板，其特征在于在两个相邻空腔(20)之间的最小距离(d)包括在0.2mm和0.8mm之间。

6.根据前述权利要求之一所述的漫射隔板，其特征在于空腔(20)沿着基本上平行的行(R)布置。

7.根据前述权利要求所述的漫射隔板，其特征在于在相同行的两个相邻空腔(20)之间的间距(P)包括在0.2mm和0.8mm之间。

8.根据权利要求6或7所述的漫射隔板，其特征在于空腔(20)是交错的，以便相对于彼此从一行到另一行偏移。

9.根据前述权利要求所述的漫射隔板，其特征在于在两个相邻行之间的距离(D)包括在0.14mm和0.8mm之间，并且优选地在0.14mm和0.57mm之间。

10.根据权利要求5或6所述的漫射隔板，其特征在于空腔(20)沿着行和列以直角布置，列或行的方向与侧向光入射区(12)的延伸方向(Δ)形成包括在40°和50°之间的角度(γ)，并且优选地是大约45°。

11.根据前述权利要求所述的漫射隔板，其特征在于在两个相邻列之间的距离(D1)包括在0.2mm和0.8mm之间。

12.根据权利要求6至11之一所述的漫射隔板，其特征在于在两个相邻行(R)之间的距离(D，D1)随着行远离侧向光入射区(12)而减小。

13.根据权利要求6至9之一所述的漫射隔板，其特征在于在同一行(R)的两个相邻空腔(20)之间的间距(P)随着行远离侧向光入射区(12)而减小。

14.根据前述权利要求之一所述的漫射隔板，其特征在于空腔(20)的表面密度随着远离侧向光入射区(12)而增加。

15.根据前述权利要求之一所述的漫射隔板，其特征在于空腔(20)的表面密度包括在每平方厘米200个空腔和每平方厘米2500个空腔之间。

16.根据前述权利要求之一所述的漫射隔板，其特征在于在空腔(20)的圆锥形壁和内表面(Fi)的相邻表面之间的最小角度(β)包括在2°和4°之间。

17.根据前述权利要求之一所述的漫射隔板，其特征在于片材(10)的内表面(Fi)和外表面(Fe)至少部分地弯曲。

18.一种车灯，特别是后灯，所述车灯包括根据前述权利要求之一所述的至少一个透明漫射隔板(10)，和侧向光源(11)，该侧向光源(11)与漫射隔板(10)的侧向入射区(12)相关联并且适于在漫射隔板(10)的厚度内发射光束。

19.根据权利要求18所述的车灯，其特征在于所述车灯包括位于漫射隔板(10)的内表面(Fi)侧上并适于通过漫射隔板发射光束(2)的至少一个光源(1，2)。