CN108954216A - 光导体和用于交通工具的照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光导体(12)，通过所述光导体将不同的光功能统一在紧凑并且复杂度较低的技术解决方案中。这通过以下方式实现，即不同波长(32、34)的光线能够入射到光导体(12)中，并且第一波长(32)的光线和第二波长(34)的光线可以在不同的光出射区域(18、20)处选择性地出射。这通过以下方式实现，即，一个光出射区域(18)设计为对于一种波长(34)的光线不可透过，并且另一个光出射区域(20)设计为透明的。本发明还涉及一种具有光导体的照明系统和一种具有照明系统或者光导体的机动车。

Description

光导体和用于交通工具的照明系统
技术领域
本发明涉及一种光导体，其包括光入射区域、光导区域、第一光出射区域和第二光出射区域，本发明还涉及一种用于交通工具的照明系统，其具有光导体，所述光导体包括光入射区域、光导区域以及第一和第二光出射区域；具有第一和第二光源，其中，第一光源能够产生第一波长的光线，并且第二光源能够产生第二波长的光线，本发明还涉及一种机动车，其包括光导体或者照明系统。
背景技术
DE 10 2008 057 538A1公开了一种交通工具灯，其具有腔室以及配置有多个光源的反射器。光源能够产生不同波长范围内的光线，所述光线具有不同优先权，其中，优先权在技术上由此确定，即由光源产生的光线能够与另一光源的光线叠加。这通过光源相对于反射器焦点的布置实现。
在US 5 695 269 A中公开了一种显示器装置。所述显示器应在两个区域中以不同颜色被照亮。为此设置平面的块状光导体，其在整个显示器之后延伸并且将由第一光源产生的光线平面地从后方转向至显示器，由此形成被照亮的第一区域。显示器的第二区域配有滤色器，其吸收第一光源的光线，由此使第一光源的光线在第二区域中向外不可见。此外设置长条形的光导体，其将另一光源的光线转向至第二区域。由此在第二区域中形成通过第二光源的照明，其向外显示出来。
此外，DE 600 34 161 T2示出一种用于交通工具的尾部照明系统，其以节省空间的方式并按简化的构造方式提供多个光功能，例如尾灯或者其它信号。尾部照明系统具有透明体，其具有照明面、带多个反射分面的背面以及用于第一光源的光线的侧向进入区段。所述分面使第一光源的光线转向，因此通过照明面提供照明。第二光源的光线照射到背面的外侧上、横向于第一光源的光线的入射方向地横穿透明体并且同样在照明面上出射。第一和第二光源的光线在此可以通过控制强度退到相应另一光源的光线之后或者与之叠加。
清楚的是，迄今已知的照明装置的缺点在于，这些照明装置为了明确的分隔光功能总是使用多个具有部分非常复杂的结构的部件。这均导致较高的耗费。尤其在出现较高部件数量的交通工具领域内，这导致耗费升高(Skalierung)。针对已知解决方案的较高的构造空间需求和所需部件的重量也在交通工具领域是不利的。此外需要遵守在实现分隔的光功能时的越来越严格的法律要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种在交通工具背景下的备选技术解决方案，通过所述技术解决方案能够以特别紧凑的方式并列地产生多个光功能，它们在此可靠地彼此分隔。
该技术问题按本发明通过一种光导体、一种用于交通工具的照明系统和一种机动车解决。
本发明的第一方面涉及一种光导体，其包括光入射区域、光导区域、第一光出射区域和第二光出射区域。本发明的光导体的特征在于，经由光入射区域入射的光线通过光导区域到达第一和第二光出射区域，并且第二光出射区域能够传导可见光谱的所有波长的光线，并且第一光出射区域除了第一波长的光线之外对于可见光谱的所有波长的光线均不可透过。
换而言之，第一光出射区域将除了第一波长的光线之外的所有波长的光线从到达第一光出射区域的光线中滤出，并且只允许第一波长的光线通过第一光出射区域从光导体出射。所有其它波长的光线可以通过第二光出射区域从光导体出射。这也适用于到达第二光出射区域的第一波长的光线。术语“能够传导”与之相关地表示“光线可透过”。
按照本发明的光导体的优点在于，通过光导体可以实现多个光功能，其中，光导体的结构的复杂度特别小并且特别紧凑。如果例如第一波长的光线和第二波长的光线入射到光导体中，则第一光功能通过在第一光出射区域处出射的第一波长的光线形成。第二光功能通过在第二光出射区域处出射的第一和第二波长的光线的叠加形成。通过光线分别应该以第一波长或者第二波长产生的要求，在本发明中浅显地力求产生相应光线的不同颜色。在第一波长的光线与第二波长的光线叠加之处则形成相应的颜色混合。
关于术语波长，对于本领域技术人员显而易见的是，光线的期望波长总是只能作为围绕平均值的高斯分布产生。如果在本申请中部件的特性是针对特定波长设计的，例如只针对第一波长的光线的第一光出射区域的选择透过性，则与作为中间值的波长的偏差在高斯分布的散布宽度的范围内对于本领域技术人员不言而喻地是允许的。因此，术语如“对于一种波长范围的光线不可透过”和“对于一种波长的光线基本上不可透过”同义地使用。在此，散布宽度或者与额定预设的技术实际偏差处于已知的技术公差内，以通过已知的技术手段产生不连续波长的光线。
光导体也可以包括附加的光入射区域、光导区域或者光出射区域。在此需要确保的是，光总是能到达所有光出射区域，而与其在哪个光入射区域中入射无关。如果例如存在第三光出射区域，则其也可以设计为只能够传导可见光谱的一种波长的光线，所述波长可以与第一波长不同。可实现的光功能的数量能够由此衡量。也可以设置其它的光出射区域，其可以传导可见光谱的所有波长的光线。所有这些设计当然可为本领域技术人员所用，以便能按照需要灵活地扩展设计按照本发明的光导体。
光导体例如可以由塑料或者玻璃制造。优选使用塑料，因为这降低了耗费和重量。例如可以使用聚碳酸酯。光导体例如可以是注塑件。第一和第二光出射区域可以分别具有一般已知的出射结构。光出射结构例如可以压印、腐蚀或者以几何上确定或者不确定的刀具在分离方法中制造。在此例如是铣削或者研磨。由此制造的出射结构例如可以是棱镜。
第一光出射区域除了第一波长的光线针对可见光谱的所有波长的光线的不可透过性例如可以通过以下方式实现，即，第一光出射区域配设有选择吸收光线的部件。优选地，它们同样由塑料制成。例如，选择吸收光线的部件可以注塑在光导体上作为第一光出射区域的部分。选择吸收光线的部件例如可以是透明的有色部件。例如可以使用染色的聚碳酸酯。透明的红色部件例如基本上只允许红色光线通过。
光入射区域可以在空间上是连续的或者分散的。在本发明的光导体的优选设计方案中规定，光入射区域包括至少一个区段，所述至少一个区段对于第一波长的光线部分地不可透过。换而言之，在此只有部分第一波长的入射光线入射到光导体中。
这具有的优点是，可以设计固有地(konstruktionsimmanent)相对于其它波长的光线的比例降低入射到光导体中的第一波长的光线的比例。例如，第一波长的光线可以成比例地或者只导向到所述区段上，并且其它波长的光线例如导向到所述区段上并且附加地导向到另一区段上或者也可以只导向到另一区段上。这实现了所产生的光线波长的协调适配，所述光线在第二光出射区域处作为第一波长的光线与其它波长的光线的叠加出射。因此实现了在第一和第二光出射区域处的明显可见或者有色的边界，因此能够实现清晰分隔的光功能。
在本发明的光导体的一种优选设计方案中规定，光导体的光入射区域在所述区段中至少区域性地具有黑色涂层。
这具有的优点是，可以简单并且灵活地确定，针对第一波长的光线的不可透过性有多大。此外，在涉及吸收性能时，黑色涂层是最有效的。
在本发明的光导体的其它优选设计方案中规定，所述光导体是面光导体所述面光导体在端面上具有第一光出射区域并且在侧面上具有第二光出射区域。
光导体可以具有一个或多个对称轴。光导体例如可以具有类似于四边形轮廓、圆形轮廓或者L形轮廓的造型。本领域技术人员根据他想得到哪个结构件由这些形状或者其它已知形状自主地选择。在此的一个例子是用于形成具有用于交通工具的集成式转向信号灯的尾灯的结构件。面光导体特别好地适用于实现交通工具照明。面光导体由于其相对简单的几何形状也能够以特别少的耗费制造。面光导体的端面例如特别好地适用于实现尾灯作为第一光功能。为此，端面可以设计为除了红光基本上对于所有波长的光线不可透过。面光导体的侧面或者外壳面例如特别好地适用于实现其它光功能，例如转向信号灯。对于这种可能性将在之后详细阐述。
在本发明的光导体的其它优选设计方案中规定，所述第一光出射区域和第二光出射区域包括至少一个共同的棱边。换而言之，端面和侧面直接相互邻接。
由此可以直接并列地实现第一和另一光功能，其中，光导体的结构仍能够以较低的复杂度并且简单地制造。
本发明的第二方面涉及一种用于交通工具的照明系统，其包括光导体，其中，所述光导体包括光入射区域、光导区域以及第一和第二光出射区域，并且其中，照明系统还包括第一和第二光源，其中，第一光源能够产生第一波长的光线，并且第二光源能够产生第二波长的光线。本发明的照明系统的特征在于，第一波长的光线和第二波长的光线均能够经由光入射区域入射并且通过光导区域到达第一和第二光出射区域，第一光出射区域能够传导第一波长的光线并且对于第二波长的光线不可透过，第二光出射区域既能够传导第一波长的光线也能够传导第二波长的光线。
第一和第二波长的光线可以入射到光导体中，因此在第一光出射区域的外部，第一波长的光线显现为第一光功能，并且在第二光出射区域上，光线作为第一和第二波长的叠加显现为第二光功能。
本发明的照明系统的优点在于，能够以极低的系统复杂度紧密相邻地实现多个光功能。在此形成了较大的功能可靠性并且照明系统的灵活性很大。例如，能够与相应地与第一光源的光线的第一波长适配的第一光出射区域结合地简单设置不同的第一和第二光源。
作为光源优选考虑LEDs，因为通过它们能够以较少的耗费产生不连续波长的光线。通过第一光源优选可以产生红光，并且通过第二光源优选可以产生黄光。在这种实施形式中，第一光功能例如可以是交通工具的红色尾灯，并且第二光功能例如可以是用于交通工具的转向信号灯的黄色的“闪烁灯”。第一和第二光源当然也可以时间错移地运行。针对不同的照明目的、例如内部照明，也可以设置附加的光源，所述光源也可以产生其它波长的光线，以实现其它的颜色。白色在此不视为颜色。
在本发明的照明系统的优选设计方案中规定，所述光导体是按照本发明的上述第一方面的光导体。
在本发明的照明系统的其它优选设计方案中规定，所述光入射区域包括至少一个区段，所述至少一个区段对于第一波长的光线部分地不可透过，其中，第一波长的光线只被导向到所述区段上，并且第二波长的光线至少也被导向到所述区段之外的光入射区域上。换而言之，在此只有第一波长的总体照射到所述区段上的光线的一部分也通过所述区段入射到光导体中。
这具有的优点是，相比第二波长的光线的比例降低了第一波长的入射到光导体中的光线的比例。所述降低可以设计为，使得第一波长的光线在第二光出射区域上在视觉上后退到第二波长的光线之后并且通过第二波长的光线形成视觉印象。在此可行的是，这样运行第一和第二光源，使得它们发出相同强度的光线，因为分别入射到光导体中的光线比例通过光入射区域的区段定义。这也具有的优点是，降低了用于控制光源的耗费，因为光源例如可以连接在共同的能量源上，所述能量源提供恒定的运行电压。因此降低了耗费，并且由于降低的系统复杂度同样降低了易出故障的可能性。
在本发明的照明系统的其它优选设计方案中规定，所述照明系统还包括控制装置，所述控制装置设计用于这样控制第一和第二光源，使得第一光源发出第一波长的光线的强度比第二光源发出第二波长的光线的强度小。在此，控制装置可以向相应的光源输出光源特定的并且固定预设的电源电压或者也可以是可灵活调节的电源电压。例如，在此既可以使用简单的分压器也可以嵌入交通工具的上级控制装置中。
这提供的优点也在于，可以这样降低第一波长的光线的强度，使得第一波长的光线在第二光出射区域上在视觉上后退到第二波长的光线之后并且通过第二波长的光线形成视觉印象。附加地，可以通过控制装置灵活地调节在第二光出射区域上形成的色调。这当然在以下情况下才通过控制装置可行，即不使用具有上述区段的光导体。
优选地，第一波长处于612nm至635nm的范围内，并且第二波长处于580nm至590nm的范围内。本申请人的实验研究也已表明，尾灯和转向信号灯特别可靠地作为光功能并排地实现，其中，仍确保了光功能的可靠分隔。
本发明的第三方面涉及一种机动车。本发明的机动车的特征在于，其包括按本发明的上述第一方面的光导体和/或按本发明的上述第二方面的照明系统。
总地来说，本发明涉及一种光导体，通过所述光导体将不同的光功能统一在紧凑并且复杂度较低的技术解决方案中。这通过以下方式实现，即，不同波长的光线可以入射到光导体中，并且第一波长的光线和第二波长的光线可以在不同的光出射区域处选择性地出射。这通过以下方式实现，即，一个光出射区域设计为针对一种波长的光线不可透过，并且另一光出射区域设计为透明的。
本发明还涉及一种具有光导体的照明系统和一种具有照明系统或者光导体的机动车。
本发明的在本申请中提到的不同实施形式只要没有单独另作说明，均可以有利地相互组合。
附图说明
以下根据附图在实施例中阐述本发明。在附图中：
图1示出按照本发明的照明系统，其具有按照本发明的光导体；
图2示出按照本发明的光导体的光入射区域并且
图3至图5示出按照本发明的机动车，其具有按照本发明的照明系统。
具体实施方式
图1示出按照本发明的照明系统10，其具有按照本发明的光导体12。所述光导体12包括光入射区域14、光导区域16以及第一光出射区域18和第二光出射区域20。光导体12在此是面光导体22。所述面光导体22具有端面24和侧面26。第一光出射区域18设置在端面24上，并且第二光出射区域20设置在侧面26上。
照明系统10还具有第一光源28和第二光源30。第一和第二光源28、30这样布置在光入射区域14之前，使得由它们发出的光线入射到光导体12中。第一和第二光源28、30在本视图中前后地显示，也就是错移进入附图平面中。因此它们在此没有单独显示。第一光源28能够发出第一波长32的光线。第二光源30能够发出第二波长34的光线。在此，第一波长32的光线为红色并且第二波长34的光线为黄色。第一光源28和第二光源30在本实施例中分别包括LED。
在图1所示的上部视图中，只有第二光源30被激活或者说发出第二波长34的光线。所述光线通过光入射区域14进入光导体16并且在其内表面36上通过全反射朝第一行的第二光出射区域18、20的方向导引。当第二波长34的光线到达第二光出射区域20时，光线从光导体12出射到环境中。第二光出射区域20可以传导第二波长34的光线。在此，第二光出射区域20可以传导可见光谱的所有波长的光线。为此，第二光出射区域20具有透明的外观。光导体12由聚碳酸酯在注塑方法中制造。第二光出射区域20具有在此未显示的光出射结构，通过所述光出射结构将第二光出射区域20与其余的侧面26区分开。
而光导体12的第一光出射区域18针对第二波长34的光线不可透过。在此，第一光出射区域18选择性地只针对第一波长32的光线可透过。这通过以下方式实现，即，光导体12在第一光出射区域18的区域内具有选择吸收光线的部件38。所述部件在本情况下是红光过滤器40。所述红光过滤器40由染红的塑料(例如聚碳酸酯)在注塑方法中注塑在光导体12的端面24上。这导致如在图1的上部视图中所示，第二波长34的光线在红光过滤器40处被吸收。因此，按照图1的上部视图形成第一光功能，其中第二波长34的黄光只在侧面26上出射并且没有光线在端面24上出射。
在图1所示的中部视图中，只有第一光源28被激活并且发出第一波长32的光线。第一波长32的光线通过光入射区域14到达光导体12并且同样在其内表面36上朝第一和第二光出射区域18、20的方向导引。因为第一波长32的光线是红光，所以所述光线可以穿过红光过滤器40并且由此通过端面24从光导体12出射。第二光出射区域20如上所述地可以传导可见光谱的所有波长的光线，因此第一波长32的光线也可以在第二光出射区域20处从光导体12中出射。由此按照图1所示的中部视图形成第二光功能，其中红光既在端面24处也在侧面26处出射。
在图1所示的下部视图中，第一光源28和第二光源30均激活。第一光源28发出具有第一波长32的光线，并且第二光源30发出具有第二光源34的光线。第一和第二波长32、34的光线通过光入射区域14入射到光导体12中。第一和第二波长32、34的光线又在光导体12的内表面36上朝向第一和第二光出射区域18、20导引。在第二光出射区域20上，第一和第二波长32、34的光线从光导体12出射。由光源28、30入射到光导体12中的光线的一部分也到达第一光出射区域18，其与第二光出射区域20直接相邻地布置并且与其具有共同的棱边27，端面24在棱边27上与侧面26邻接。第二波长34的黄光(也在图1的上部视图中示出)由红光过滤器40吸收并且因此不能通过红光过滤器。而第一波长32的红光穿过红光过滤器40由第一光出射区域18从光导体12出射。因此，按照图1的下部视图形成第三光功能，其中第一波长32的红光在端面24上出射，并且由第一波长32和第二波长34的红光和黄光组成的混合光线或者说干涉在侧面26上出射。
在图1中的下部视图中还示出，照明系统10包括控制装置42。所述控制装置42设计用于控制第一和第二光源28、30的运行功率。由此实现了，第一光源28发出第一波长32的光线的强度比第二光源30发出第二波长34的光线的强度小。控制装置42为此例如包括简单的并且在此未示出的分压器，其为第一和第二光源28、30提供各自独特的恒定的运行电压。相应的运行电压优选设计为，使得第二波长34的光线的强度相对于第一波长32的光线的强度足够高，以使在侧面26上在第二光出射区域20中出射的光线、也就是由第一和第二波长32、34的光线形成的干涉在其视觉外观方面由第二波长34的光线主导，并且因此是黄色主导。这种效果也可以由此描述，即干涉产生了合成波长44，所述合成波长的光线类似于黄色。合成波长44(由于其与第一波长32叠加而)相对于第二波长34提高，因此在合成波长44的光线的视觉外观中尽管存在叠加仍形成可清楚识别的黄色。
光入射区域14可以进一步地设计用于辅助所述效果或者在备选的实施形式中用于实现所述效果，如在图2中描述的那样。
图2示出图1中的按照本发明的光导体12的光入射区域14的一种备选或者补充的实施形式。图2示出在此未进一步显示的光导体12的光入射区域14。还示出了第一光源28和第二光源30。光导体12或者说其光入射区域14包括区段46，其对于第一波长32的光线部分地不可透过。这在此通过区域性的黑色涂层47、例如黑色颗粒实现。第一光源28只将其第一波长32的光线导向至区段46中。第二光源30将其第二波长34的光线既导向到区段46中也导向到光入射区域14的处于区段46外部的区域中。由此，通过第一波长32的光线的虚线表示，只有一部分第一波长32的光线入射到光导体12中。而第二波长34的光线没有附加限制地入射到光导体12中。即使第一和第二光源28、30以相同的运行电压运行或者在其发出的相应波长的光线方面产生相同的强度，但只有一部分第一波长32的光线的强度通过光入射区域14的区段46进入光导体12。因此，一旦第一和第二波长32、34的光线入射到光导体12中，第二波长34的光线相对于第一波长32的光线占主导。这在所示实施形式中通过设计固有地确保。所述变型方案也可以与所述控制装置42结合。
图3至图5示出按照本发明的机动车48，其具有按照本发明的照明系统10。图3以后视图、图4以俯视图、图5以侧视图示出机动车48。
在图3中示出具有照明系统10的机动车48，其与转向信号灯50结合地形成尾灯。尾灯功能在端面24上实现。转向信号灯作为“闪烁灯光功能”在侧面26上实现。当转向信号灯未激活时，通过侧面26由于较低的可见强度的侧面照射附加地产生一部分尾灯功能，并且因此在侧面26上形成一种环境光线。出于直观性原因，相应的附图标记部分在机动车48的左半部分并且部分在右半部分示出。在机动车48下方示出面光导体22，其造型特别好地适于实现在此描述的作为具有转向信号灯50的尾灯的照明系统10。面光导体22具有基本上呈L形的形状并且由此特别好地适用于与前进方向相反地发出尾部灯光和朝向相应侧发出用于显示转向的“闪烁灯光”。
光导体12当然也可以具有其它形状并且用于实现其它的光功能。
在图5中说明，光导体的造型不局限于L形状，而是其例如也可以是正方形或者圆形空心型材状。本领域技术人员根据需要实现的光功能和根据交通工具选择对于他显得合理的造型。
附图标记清单
10 照明系统
12 光导体
14 光入射区域
16 光导区域
18 第一光出射区域
20 第二光出射区域
22 面光导体
24 端面
26 侧面
27 共同的棱边
28 第一光源
30 第二光源
32 第一波长
34 第二波长
36 内部面
38 选择性光吸收部件
40 红光滤过器
42 控制装置
44 所产生的波长
46 区段
47 黑色涂层
48 机动车
50 具有转向信号灯的尾灯

Claims (10)

1.一种光导体(12)，包括：
-光入射区域(14)；
-光导区域(16)；
-第一光出射区域(18)和
-第二光出射区域(20)；
其特征在于，
经由光入射区域(14)入射的光线通过光导区域(16)到达第一和第二光出射区域(18、20)，并且第二光出射区域(20)能够传导可见光谱的所有波长的光线，并且第一光出射区域(18)除了第一波长(32)的光线之外对于可见光谱的所有波长的光线均不可透过。
2.按权利要求1所述的光导体(12)，其特征在于，所述光入射区域(14)包括至少一个区段(46)，所述至少一个区段对于第一波长(32)的光线部分地不可透过。
3.按权利要求2所述的光导体(12)，其特征在于，所述光导体(12)的光入射区域(14)在所述区段(46)中至少区域性地具有黑色涂层(47)。
4.按前述权利要求之一所述的光导体(12)，其特征在于，所述光导体(12)是面光导体(22)，所述面光导体在端面(24)上具有第一光出射区域(18)并且在侧面(26)上具有第二光出射区域(20)。
5.按权利要求4所述的光导体(12)，其特征在于，所述第一光出射区域(18)和第二光出射区域(20)包括至少一个共同的棱边(27)。
6.一种用于交通工具的照明系统(10)，包括：
-光导体(12)，所述光导体包括光入射区域(14)、光导区域(16)以及第一和第二光出射区域(18、20)；
-第一和第二光源(28、30)，其中，第一光源(28)能够产生第一波长(32)的光线，并且第二光源(30)能够产生第二波长(34)的光线；
其特征在于，
第一波长(32)的光线和第二波长(34)的光线均能够经由光入射区域(14)入射并且通过光导区域(16)到达第一和第二光出射区域(18、20)，第一光出射区域(18)能够传导第一波长(32)的光线并且对于第二波长(34)的光线不可透过，第二光出射区域(20)既能够传导第一波长(32)的光线也能够传导第二波长(34)的光线。
7.按权利要求6所述的照明系统(10)，其特征在于，所述光导体(12)是按权利要求1至4之一所述的光导体(12)。
8.按权利要求7所述的照明系统(10)，其特征在于，所述光入射区域(14)包括至少一个区段(46)，所述至少一个区段对于第一波长(32)的光线部分地不可透过，其中，第一波长(32)的光线只被导向到所述区段(46)上，并且第二波长(34)的光线至少也被导向到所述区段(46)之外的光入射区域(14)上。
9.按权利要求6至8之一所述的照明系统(10)，其特征在于，所述照明系统(10)还包括控制装置(14)，所述控制装置设计用于这样控制第一和第二光源(28、30)，使得第一光源(28)发出第一波长(32)的光线的强度比第二光源(30)发出第二波长(34)的光线的强度小。
10.一种机动车(48)，包括按权利要求1至5之一所述的光导体(12)和/或按权利要求6至9之一所述的照明系统(10)。
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