CN110792988A

CN110792988A - 用于机动车辆的照明装置

Info

Publication number: CN110792988A
Application number: CN201910711551.1A
Authority: CN
Inventors: 阿诺德·穆恩萨德; 埃默里克·穆德里; 弗雷德里克·刘
Original assignee: Valeo Vision Belgique SA
Current assignee: Valeo Vision Belgique SA
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2039-08-02
Also published as: FR3084727B1; EP3604905B1; EP3604905A1; ES2926352T3; FR3084727A1; CN110792988B

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的照明装置(1)，所述照明装置包括壳体(10)、包括用于发射光线的光源(13)的支撑件(12)、和光学系统(14)，所述光学系统由所述光线形成光束并包括：初级光学元件(140)，所述初级光学元件被设置成部分地面向所述光源(13)；和次级光学元件(141)，所述次级光学元件被设置成面向所述主要光学元件(140)，经由连接桥(142)连接到所述主要光学元件，并且包括输出面(141b)和具有菲涅耳尺度的输入面(141a)，其特征在于，所述连接桥(142)包括光学结构(142a)，该光学结构具有垂直于穿过所述初级光学元件的光线的一部分的输入面，使得所述光线的一部分在没有折射或偏转的情况下传播通过所述连接桥直到所述输出面。

Description

用于机动车辆的照明装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的照明装置。

本发明特别地但非限制性地应用于机动车辆的高位刹车灯。

背景技术

一种用于机动车辆的照明装置以本领域技术人员已知的方式包括：

壳体；

包括至少一个光源的支撑件，所述光源被配置成发出光线；

光学系统，所述光学系统被配置为由所述光线沿光学发射轴线形成光束，并且包括：

初级光学元件，所述初级光学元件被设置成部分地面向所述至少一个光源；

次级光学元件，所述次级光学元件被设置成面向所述初级光学元件，经由至少一个连接桥连接到所述初级光学元件，并且包括具有菲涅耳尺度(scale)的输入面、和输出面。

照明装置被配置成安装在机动车辆的后窗上。

该现有技术的缺点在于，由于所述至少一个连接桥的存在，所述至少一个光源的光线被偏转，这产生了图1中的附图标记S所示的阴影区域(其中光以黑色表示，而阴影区域以白色表示)，该阴影区域可以被观看机动车辆的后窗的人观察到。因此，连接桥是光损失的位置，以及由光线形成的光束的不规则性的位置。

发明内容

在此，本发明的目的是提出一种用于机动车辆的照明装置，所述照明装置使得可以消除上述缺点。

为此，本发明提出了一种用于机动车辆的照明装置，所述照明装置包括：

-壳体；

-支撑件，所述支撑件包括至少一个光源，所述光源被配置成发射光线；和

-光学系统，所述光学系统被配置成由所述光线沿光学发射轴线形成光束，并包括：

-初级光学元件，所述初级光学元件被设置成部分地面向所述至少一个光源；和

-次级光学元件，所述次级光学元件被设置成面向所述初级光学元件，经由至少一个连接桥连接到所述初级光学元件，并包括输出面和具有菲涅耳尺度的输入面，

其特征在于，所述至少一个连接桥包括至少一个光学结构，该光学结构具有实质上垂直于穿过所述初级光学元件的光线的一部分的输入面。

因此，由于光学结构，已经穿过初级光学元件的光线将以最小的折射传播通过所述至少一个连接桥直到次级光学元件的输出面，使得在连接桥处存在非常小的光损失并且没有阴影区域。因此，光被均匀地漫射。

根据非限制性实施例，所述照明装置还可以包括单独地或根据从以下所述技术上可能的所有组合而获得的一个或多个附加特征：

根据非限制性实施例，所述至少一个光学结构从所述至少一个连接桥突出。

根据非限制性实施例，所述至少一个光学结构形成翼片。

根据非限制性实施例，所述至少一个光学结构具有与所述至少一个连接桥相同的厚度。

根据非限制性实施例，所述至少一个连接桥是实心的。

根据非限制性实施例，所述次级光学元件的所述输出面包括在所述至少一个连接桥处的棱镜，以便沿着所述光学发射轴线校正来自所述次级光学元件的光线。

根据非限制性实施例，棱镜被定向以便沿着机动车辆的行进轴线折射来自所述至少一个连接桥的光线。

根据非限制性实施例，所述照明装置包括多个光源和多个连接桥，连接桥被两个光源围绕。

根据非限制性实施例，每一个连接桥都包括两个光学结构，所述光学结构包括：

-第一光学结构，所述第一光学结构具有垂直于由围绕所述连接桥的两个光源中的一个光源发射的光线的一部分的输入面；和

-第二光学结构，所述第二光学结构具有垂直于由两个光源中的另一个光源发射的光线的一部分的输入面。

根据非限制性实施例，棱镜以两个组件分布，所述两个组件中的一个组件被配置成重新定向来自第一光学结构的光线，而所述两个组件中的另一个组件被配置成重新定向来自第二光学结构的光线。

根据非限制性实施例，光学系统由合成聚合物材料制成。

根据非限制性实施例，所述照明装置是高位刹车灯。

附图说明

通过阅读下面的描述并研究其附图，将更好地理解本发明及其不同应用：

图1表示从由根据现有技术的用于机动车辆的照明装置生成并穿过输出外透镜的光束的光分布的前面观察的视图；

图2表示从配备有根据本发明的非限制性实施例的照明装置的机动车辆的后部观察的视图；

图3a示出了根据非限制性实施例的图2中的照明装置的组装图；

图3b示出了根据非限制性实施例的图3a中的照明装置的分解视图，所述照明装置包括壳体、输出外透镜、至少一个光源和光学系统；

图4示出了根据非限制性实施例的图3b中的照明装置的光学系统的视图，所述光学系统包括通过至少一个连接点连接的初级光学元件和次级光学元件；

图5a是根据非限制性实施例的图3a至图4中的照明装置的两个光源和光学系统的一部分的放大视图；

图5b是根据非限制性实施例的图3a至图4中的照明装置的两个光源和光学系统的另一部分的放大视图；

图6a表示根据非限制性实施例的两个光源和图5a中的光学系统的一部分的透视图；

图6b表示根据非限制性实施例的从图6a的视图的下面观察的透视图；以及

图7表示根据非限制性实施例的由照明装置的所述至少一个光源发射并穿过图5a中的所述照明装置的所述光学系统的光线的图。

具体实施方式

除非另外说明，在不同附图中所示的结构或功能相同的元件保留相同的附图标记。

在以下描述中，垂直和水平概念基于在照明装置根据安装在车辆上的位置被定向时被表示。

参照图2至图7描述根据本发明的用于机动车辆的照明装置1。

机动车辆是指任何类型的机动车辆。

根据非限制性实施例，照明装置1是指示灯。

图2是从机动车辆2的后部观察的视图。以传统已知的方式，机动车辆2包括后窗3，所述后窗3能够固定在车身上或位于诸如后舱口(hatch)的后开口上。

根据非限制性实施例，照明装置1设置在后窗3的顶部处。根据非限制性实施例，所述灯是通常称为“第三刹车灯”的刹车灯，或者是相对于在左右侧在下部布置的两个传统刹车灯而言高位安装的刹车灯。“第三刹车灯”或高位刹车灯也称为CHMSL，是“中心高位刹车灯”的缩写。

这种类型的高位刹车灯也可以安装在后窗的底部处、后部区域上，或者安装在车身中、后窗上方，或者也安装在行李箱的顶部处。

根据非限制性实施例，照明装置1被配置为放置在后窗3的后面。在这种情况下，照明装置1包括壳体，该壳体的开口由后窗封闭。

根据另一非限制性实施例，照明装置1被配置为集成在车身中。在这种情况下，照明装置1包括由输出外透镜封闭的壳体。该非限制性实施例作为说明书的后续部分中的非限制性示例。

根据非限制性实施例，照明装置1在主方向Y(图2和图3a中被示出)上延伸，该主方向Y对应于当照明装置1处于机动车辆2上的安装位置时的水平方向。照明装置1在相对于机动车辆2纵向并朝向后方的方向上并且沿着接近水平的光学发射轴线X(图4中示出)照明，使得在光学发射轴线X上和在该光学发射轴线X附近的观察者可以看到由照明装置1发射的光束。

如图3a和3b所示，照明装置1包括：

-壳体10；

-输出外透镜11；

-包括至少一个光源13的支撑件12；和

-光学系统14，包括：

-初级光学元件140；和

-次级光学元件141，所述次级光学元件141经由至少一个连接桥142连接到所述初级光学元件140。

照明装置1的元件将在下文中详细描述。

壳体10

如图3a和图3b所示，壳体10被构造成容纳具有所述至少一个光源13的支撑件12和光学系统14。

根据非限制性实施例，照明装置1通过其壳体被保持在机动车辆2中。壳体通过设置在车身中的孔(未示出)固定在车身上。

输出外透镜11

输出外透镜11被配置为以密封方式封闭外壳10以防灰尘和湿气。

输出外透镜11与所述壳体10形成一体。根据非限制性实施例，所述输出外透镜11被胶合在所述壳体10上。

输出外透镜11被配置为靠着后窗3放置。根据非限制性实施例，输出外透镜11通过图3a所示的粘合膜110被保持在机动车辆2的车身上。这使得可以将照明装置1的组件保持在机动车辆2中。

输出外透镜11由朝向外部定向的表面构成，照明装置1的光束通过该表面出射。

根据非限制性实施例，输出外透镜11是透明的或半透明的。输出外透镜11可以被着色为红色的。输出外透镜11没有不透明壁。

支撑件12和光源13

图3b和图4中示出了支撑件12。

支撑件12设置在壳体10中。

支撑件12包括至少一个光源13，所述至少一个光源被配置成发出光线R。

支撑件12包括电连接器120(图4中示出)，该电连接器120使得可以将支撑件12电连接到机动车辆2的电网。

根据非限制性实施例，支撑件12是印刷电路支撑件，也被称为PCBA，即“印刷电路板组件”的首字母缩写。

根据非限制性实施例，所述光源13是半导体光源。根据非限制性实施例的变型，所述半导体光源13形成发光二极管的一部分。发光二极管是指任何类型的发光二极管，在非限制性示例中，所述发光二极管为LED(“发光二极管”)、OLED(“有机LED”)、AMOLED(“有源矩阵有机LED”)或FOLED(“柔性OLED”)。

所述光源13被配置成在平行于照明装置1的光学发射轴线12的方向上生成光线R。

根据非限制性实施例，照明装置1包括多个光源13。在图3b所示的非限制性示例中，照明装置1包括16个光源13。该非限制性实施例作为说明书的后续部分中的非限制性示例。

光源13并排设置，并沿照明装置1的主方向Y分布。

光源13被配置成产生光线R，所述光线R将与下文描述的光学系统14协作。光源13的光线R的组合形成照明装置1的光束F。为了简化起见，在图3b中仅示出了一些光源13的光线R。

光学系统14

光学系统14在图3b至图7中被示出。

光学系统14包括：

-初级光学元件140，所述初级光学元件140被设置成部分地面向所述至少一个光源13；和

-次级光学元件141，所述次级光学元件141被设置成面向所述初级光学元件140，并经由至少一个连接桥142连接到所述初级光学元件140。

光学系统14被配置成由光源13的光线R形成沿着光学发射轴线X的光束F。

因此，光学系统14被配置成分布从光源13获得的光线R，使得从输出外透镜11出射的光束F尽可能地均匀。

光学系统14与支撑件12成一体，并保持与所述支撑件12间隔开。根据非限制性实施例，光学系统14通过至少一个夹子145(在图4和5B中示出)与支撑件12成一体。根据非限制性的变化实施例，光学系统14包括多个固定夹145。

在图4所示的非限制性示例中，所述光学系统14包括4个固定夹，所述4个固定夹中的两个固定夹分布在光学系统的一侧，而所述4个固定夹中的另外两个固定夹位于相反侧，以便获得对支撑件12的改进固定。根据非限制性实施例，光学系统14是单个部件。

根据非限制性实施例，光学系统14由合成聚合物材料制成。

根据非限制性实施例，光学系统14通过合成聚合物材料的注射模制被制造而成。

根据非限制性变形实施例，该材料是聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

初级光学元件140

初级光学元件140在图3b至图7中被示出。

初级光学元件140被设置成部分地面向支撑件12的光源13。

初级光学元件140由透明或半透明材料形成，与透镜类似。

如图5a所示，初级光学元件140包括与光源13配合的帽形件143，以便准直分布在光源13的两侧上在次级光学元件141的方向上和在连接桥142的方向上生成的光线R。

帽形件143被设置成面向光源13。

帽形件143是弯曲的。根据非限制性实施例，帽形件143围绕在90°和180°之间的扇区弯曲，以便收集由光源13发射的大部分光线R。

帽形件143包括输入面143a和输出面143b。根据非限制性实施例，输入面143a和输出面143b是平滑的。根据未示出的另一非限制性实施例，输入面143a包括菲涅耳尺度。这两个非限制性实施例使得可以实质上垂直地(即垂直于轴线Y)准直从光源13朝向次级光学元件141的光线R，并且可以水平地(即基于平行于轴线Y的平面)准直朝向次级光学元件141的所述光线R。

根据非限制性实施例，初级光学元件140包括多个帽形件143。在图3b所示的非限制性示例中，初级光学元件140包括16个帽形件143，每个帽形件分别与16个光源13协作。

次级光学元件141

次级光学元件141在图3b至图7中被示出。

次级光学元件141被设置成面向初级光学元件140，以便接收被初级光学元件140准直的光线R。

次级光学元件141被设置在初级光学元件140与输出外透镜11之间。

与初级光学元件140一样，次级光学元件141类似于透镜而由透明或半透明材料形成。

次级光学元件141实质上是平坦的，并且在照明装置1的主方向Y上延伸。

次级光学元件141包括：

-输入面141a；和

-输出面141b。

输入面141a朝向光源13定向。如图5a所示，输入面141a包括菲涅耳尺度141c。所述菲涅耳尺度141c被配置成垂直地准直来自光源13并已经穿过帽形件143的光线R，使得在输出面141b上，光线R被定向为平行于光学发射轴线X。

菲涅耳尺度相对于次级光学元件141的平面实质上竖直地延伸。换句话说，所述菲涅耳尺度垂直于主方向Y。

输出面141b面向输出外透镜11。因此，由光线R形成的光束F从输出外透镜11出射，以便照射到后窗3的后部。

连接桥142

连接桥142在图3b至7中被示出。

连接桥142被配置成使得光学系统14的两个部分(即，初级光学元件140和次级光学元件141)成一体。

根据非限制性实施例，光学系统14包括多个连接桥142。在图4所示的非限制性示例中，光学系统14包括7个连接桥142。

根据图5a、图6a、图6b、图7中所示的非限制性实施例，所述至少一个连接桥142是实心的。所述至少一个连接桥142不包括任何开口，如图5b的情况，这允许所述至少一个连接桥142更坚固并且均匀地冷却。连接桥142用作注射点，以便注射合成聚合物材料。

应当注意，光学系统14包括图4所示的其他连接桥144，所述其他连接桥144具有图5b所示的开口148。这些其它连接桥144不需要具有光学结构142a，这是因为这些其它连接桥144使得可以在输出面141b的方向上反射来自光源13的光线R，这延长了所述连接桥144，使得在该位置没有阴影区域。

如图5a和图7所示，连接桥142包括至少一个光学结构142a。如图5a所示，光学结构142a包括输入面142b，输入面142b实质上垂直于穿过所述初级光学元件140(特别是穿过帽形件143)的光线R的一部分R1，使得所述光线R的一部分R1以最小的折射传播通过所述至少一个连接桥142，直到所述输出面141b。

根据非限制性实施例，输入面142b垂直于光线R11，从而在连接桥142的拐角处使光源13与菲涅耳尺度141c的上表面结合。为了简化起见，已经示出了单个光线R11。这些光线R11不会因折射而偏转。部分R1中的其它光线由于折射而偏转得非常少，使得在输出面141c上的光损失非常少。

根据非限制性实施例，光学结构142a从所述至少一个连接桥142突出。在保持所述连接桥142的质量并因此保持所述连接桥142的强度的同时，这使得可以向连接桥添加捕获光线R的部分R1的功能，以便将光线R的部分R1无折射地引导到输出面141b。

根据非限制性实施例，光学结构142a的增加的突出形式形成具有三个侧面的翼片。所述侧面中的一个附接到连接桥142。另一个侧面是输入面142b，使得光线R的一部分R1基本垂直地到达上方。这允许光线R的部分R1在进入连接桥142的材料时不因折射而被偏转。最后一侧面被配置为平行于光线R的部分R1。这允许光线R不撞击该表面，并且因此所述光线R在连接桥142中的轨迹不会被修改。

光学结构142a由与连接桥142相同的材料制成，使得穿过光学结构142a的光线R1不会由于折射而被整体偏转。因此，仅一小部分光线R1将被偏转。

因此，来自光源13并已经穿过初级光学元件140的光线R的部分R1实质上在最小折射的情况下以直线传播通过所述连接桥142，直到次级光学元件141的输出面141b。

根据图6a、图6b中所示的非限制性实施例，所述至少一个光学结构142a具有与所述至少一个连接桥142相同的厚度e。这使得可以复原在连接桥142中传播的所有光线R，并且防止所述光线R由于折射而偏转，使得在输出外透镜11处不再能够观察到由在次级光学元件141的输出表面141b上在连接桥142处没有光线R而导致的阴影区域。光线R经由将连接桥142延长的输出面141b良好地出射。

根据图4中所示的非限制性实施例，当照明装置1包括多个光源13时，连接桥142被两个光源13围绕。在多个连接桥142的情况下，每个连接桥142被两个光源13围绕。

根据非限制性实施例，所述至少一个连接桥142包括两个光学结构142a，所述光学结构包括：

-第一光学结构142a，第一光学结构142a具有垂直于由围绕所述连接桥142的两个光源13中的一个光源发射的光线R的一部分R1的输入面142b；和

-第二光学结构142a，第二光学结构142a具有垂直于由两个光源13中的另一个光源发射的光线R的一部分R1的输入面142b。

因此，在将连接桥142延长的输出面141b上，不再存在由来自分布在连接桥142两侧的两个光源13的光线R的折射所引起的阴影区域。

根据图5a、6a、6b、7中所示的非限制性实施例，输出面141b包括在连接桥142处的棱镜143，以便根据光学发射轴线X校正来自次级光学元件141的光线R1。如图7所示，已经穿过连接桥142的光线R1到达输出面141b，并由棱镜143校正，且平行于光学发射轴线X定向。

这使得能够将已经进入连接桥142的光线R的部分R1朝向输出端定向，但不具有光学发射轴线X的取向，并因此防止在该位置处的较低亮度区域。

所述棱镜143位于输出面141b上，在与连接桥142邻接输入面141a的一侧相反的一侧上。

根据图6a中所示的非限制性实施例，所述棱柱143具有与所述至少一个连接桥142相同的厚度e。这使得可以复原来自连接桥142的所有光线R1。

棱镜143被定向为使得根据机动车辆2的行进轴线折射来自连接桥142的光线R1，其中该行进轴线平行于光学发射轴线X。为此，棱柱143垂直于主方向Y延伸。应当注意，先前看到的光线R11不幸被丢失。

根据图5a中所示的非限制性实施例，输出面141b包括被以两个组件143a、143b分布的棱镜143，所述组件中的一个组件143a被配置成重新定向来自第一光学结构142a的光线R1，且所述组件中的另一个组件143b被配置成重新定向来自第二光学结构142a的光线R1。因此，在图5a、图6a和图7中，右侧组143b重新定向来自左侧光学结构142a的光线R1，左侧组143a重新定向来自右侧光学结构142a的光线R1。

应当理解，本发明的描述不限于上述实施例。

因此，根据另一非限制性实施例，所述照明装置1是包括由透明或半透明外透镜封闭的外壳的内部照明装置。

因此，所述的本发明特别具有以下优点：

-本发明使得照明装置能够使次级光学元件141的输出面141b上的光的分布具有良好的均匀性；以及

-本发明使大致位于光学发射轴线X上的观察者能够看到没有阴影区域的光束。

Claims

1.一种用于机动车辆(2)的照明装置(1)，所述照明装置(1)包括：

壳体(10)：

支撑件(12)，所述支撑件包括至少一个光源(13)，所述至少一个光源(13)被配置成发射光线(R)；和

光学系统(14)，所述光学系统被配置成由所述光线(R)沿光学发射轴线(X)形成光束(F)，并且所述光学系统包括：

初级光学元件(140)，所述初级光学元件被设置成部分地面向所述至少一个光源(13)；和

次级光学元件(141)，所述次级光学元件被设置成面向所述初级光学元件(140)，经由至少一个连接桥(142)连接到所述初级光学元件(140)，并包括输出面(141b)和带菲涅耳尺度(141c)的输入面(141a)，

其特征在于，所述至少一个连接桥(142)包括具有输入面(142b)的至少一个光学结构(142a)，至少一个光学结构的所述输入面大致垂直于穿过所述初级光学元件(140)的光线(R)的一部分(R1)。

2.根据权利要求1所述的照明装置(1)，其中，所述至少一个光学结构(142a)从所述至少一个连接桥(142)突出。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其中，所述至少一个光学结构(142a)形成翼片。

4.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1)，其中，所述至少一个光学结构(142a)具有与所述至少一个连接桥(142)相同的厚度(e)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1)，其中，所述至少一个连接桥(142)是实心的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1)，其中，所述次级光学元件(141)的所述输出面(141b)包括在所述至少一个连接桥(142)处的棱镜(143)，以便沿着所述光学发射轴线(X)校正来自所述次级光学元件(141)的光线(R1)。

7.根据前一权利要求所述的照明装置(1)，其中，所述棱镜(143)被定向以便沿着所述机动车辆(2)的行进轴线折射来自所述至少一个连接桥(142)的光线(R1)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1)，其中，所述照明装置(1)包括多个光源(13)和多个连接桥(142)，连接桥(142)被两个光源(13)围绕。

9.根据前一权利要求所述的照明装置(1)，其中，每一个连接桥(142)都包括两个光学结构(142a)，所述两个光学结构包括：

第一光学结构(142a)，所述第一光学结构具有与由围绕所述连接桥(142)的两个光源(12)中的一个光源发射的光线(R)的一部分(R1)垂直的输入面(142b)；和

第二光学结构(142a)，所述第二光学结构具有与由所述两个光源(13)中的另一个光源发射的光线(R)的一部分(R1)垂直的输入面(142b)。

10.根据权利要求8或9所述的照明装置(1)，其中，所述棱镜(143)以两个组件(143a，143b)分布，所述两个组件中的一个组件(143a)被配置成重新定向来自所述第一光学结构(142a)的光线(R1)，而所述两个组件中的另一个组件(143b)被配置成重新定向来自所述第二光学结构(142a)的光线(R1)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1)，其中，所述光学系统(14)由合成聚合物材料制成。

12.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1)，其中，所述照明装置(1)是高位刹车灯。