CN112443814A - 光导组件、车灯和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光导组件，其包括：第一光导元件(100、100’)，其分配给第一光源(L1)并用于接收和引导来自第一光源的光，并且具有第一光入射部位(101)、第一光出射部位(104)以及布置在它们之间的第一中间光学部位(103)；第二光导元件(200)，其分配给第二光源(L2)并用于接收和引导来自第二光源的光，并且具有第二光入射部位(201)、第二光出射部位(204)以及布置在它们之间的第二中间光学部位(203)，其中，第一光出射部位(104)面向第二中间光学部位(203)，并且离开第一光出射部位(104)的光能够穿过第二中间光学部位(203)从所述第二光出射部位(204)出射。本发明还涉及一种车灯和车辆。

Description

光导组件、车灯和车辆
技术领域
本发明涉及一种光导组件、车灯和车辆。
背景技术
由现有技术已知各种车灯，其具有光导组件和光源，它们能够共同作用地实现预定的光分布，从而实现预定的照明/信号指示功能。
例如由EP2161494已知一种用于机动车的照明装置，其具有能够在照明装置中实现各种光功能的多种发光器件。该照明装置还设有至少一个光导体，各发光器件发出的光一起耦合到光导体中。光导体具有至少一个光出射面，以便通过该光出射面提供不同的光功能。在此，各种光功能的发光器件一起布置在一发光器件载体上。
在上述照明装置中，共用同一光耦入面的发光器件的光的利用率相对较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光导组件，其能够以简单的结构至少部分地解决上述问题。
根据本发明提出了一种光导组件，其包括：第一光导元件，该第一光导元件分配给第一光源并用于接收和引导来自第一光源的光，其中，该第一光导元件具有第一光入射部位、第一光出射部位以及沿第一光源的光在第一光导元件内的主引导方向布置在第一光入射部位和第一光出射部位之间的第一中间光学部位，来自第一光源的光经第一中间光学部位偏转地朝第一光出射部位引导；第二光导元件，该第二光导元件分配给第二光源并用于接收和引导来自第二光源的光，其中，该第二光导元件具有第二光入射部位、第二光出射部位以及沿第二光源的光在第二光导元件内的主引导方向布置在第二光入射部位和第二光出射部位之间的第二中间光学部位，来自第二光源的光经第二中间光学部位偏转地朝第二光出射部位引导，其中，第一光出射部位面向第二中间光学部位，并且离开第一光出射部位的光能够经由第二中间光学部位耦入第二光导元件中，并且从第二光出射部位出射。
根据一实施方式，第二光出射部位设有光扩散结构。
根据一实施方式，第一中间光学部位具有彼此交替地梯级布置的第一反光区和第一间隔区，第二中间光学部位具有彼此交替地梯级布置的第二反光区和第二间隔区，其中，第一反光区和第二反光区设置成将光朝第二光出射部位的方向反射，并且其中，经第一反光区反射的光能穿过第二间隔区朝第二光出射部位的方向行进。
根据一实施方式，至少第一光出射部位的经第一反光区反射的光到达的面与光的主引导方向垂直，并且与第二间隔区平行。
根据一实施方式，第一反光区、第二反光区和第二间隔区为条形面。
根据一实施方式，第一光导元件分成并排布置的至少一个第一区段，其中，呈第一光准直结构的形式的第一光入射部位设置在第一区段的端部处，第二光导元件分成并排布置的至少一个第二区段，其中，呈第二光准直结构的形式的第二光入射部位设置在第二区段的端部处，第一光准直结构和第二光准直结构分配给相应的光源，并且用于将入射的光准直成平行光。
根据一实施方式，第一区段和/或第二区段至少部分地错开地并排布置。
根据一实施方式，在第一光入射部位和第一中间光学部位之间形成第一光引导部段，在第二光入射部位和第二中间光学部位之间形成第二光引导部段，并且在第二光出射部位和第二中间光学部位之间形成第三光引导部段，其中，第一光引导部段、第二光引导部段和第三光引导部段的长度至少为20mm。
根据一实施方式，第一光引导部段和第二光入射部位的长度相同并且彼此紧贴地布置。
根据一实施方式，第三光引导部段的延伸相应于光在第三光引导部段中的主引导方向。
本发明还提出了一种车灯，其具有光源和上文所述的光导组件，光源分配给光导组件。
根据一实施方式，光导组件的第一光导元件和第二光导元件配有发出不同的光的不同的光源。在此，不同可理解成光源发出的光的颜色不同或亮度不同，从而满足预定的光分布。
根据一实施方式，不同的子光源布置在同一载体上。
根据一实施方式，车灯能实现日间行车灯、位置灯、转向灯和制动灯的功能。
本发明还提出了一种车辆，其具有上文所述的车灯。
通过本发明提出的上述方案，能够特别在用于车辆的车灯中利用同一出光面实现不同的光分布，从而实现预定的光功能，并且还能够提升光源发出的光的利用率。
附图说明
下面借助附图进一步阐述本发明。其中：
图1示意性地示出了根据本发明的光导组件的一实施例的一立体视图；
图2示意性地示出了图1的光导组件的另一立体视图；
图3示意性地示出了图1的光导组件的后视图；
图4示意性地示出了在图1的光导组件中的光的光路；
图5示意性地示出了根据本发明的另一光导组件的立体视图。
具体实施方式
在下文中示例性地说明了本发明的实施方式。如本领域的技术人员应该意识到的那样，在不背离本发明的构思的情况下，所说明的实施方式可以各种不同的方式进行修改。因此，附图和说明书本质上为示例性而非限制性的。在下文中，相同的附图标记通常表示功能相同或相似的元件。
图1至图3分别示出了根据本发明的一光导组件10的一实施例的不同的视图。光导组件10具有第一光导元件100和第二光导元件200，它们分别呈块状并且分配有相应的光源。光源发出的光在光导组件10内的主引导方向通过图4的箭头来表示。下文将对该光导组件进行详细说明。
第一光导元件100分配有第一光源L1并用于接收和引导来自该第一光源的光。该第一光导元件具有第一光入射部位101、第一光出射部位104以及沿第一光源的光在第一光导元件内的主引导方向布置在第一光入射部位101和第一光出射部位104之间的第一中间光学部位103，来自第一光源的光经第一中间光学部位103偏转地朝第一光出射部位104引导。可看出的是，第一光入射部位101和第一光出射部位104并不是直接彼此相对而置。在第一光入射部位101和第一光出射部位104之间形成第一光导元件100的第一光引导部段102。
为了实现光朝第一光出射部位104的偏转，第一中间光学部位103至少部分地具有反光区。在此，反光区为全反射面，以将到达此处的光朝第一光出射部位104的方向反射。在示出的示例中，第一中间光学部位103具有彼此交替地梯级布置的第一反光区103a和第一间隔区103b，其中，相应的第一反光区彼此平行，并且相应的第一间隔区彼此平行。第一间隔区103b可平行于光在第一光引导部段102中的主引导方向。第一反光区103a相对于第一间隔区103b倾斜。示例性地，第一反光区103a与第一间隔区103b围成的角度在130°到150°之间，优选地为135°，以保证到达第一反光区的光在此处满足全反射条件。
替代地，第一反光区103a还可通过施加反光层(例如金属漆层)来实现。在这种其抗下，第一反光区103a相对于第一间隔区103b的倾斜可根据需要来设置。
在此，特别是在第一间隔区平行于光在第一光引导部段102中的主引导方向的情况下，可根据期望的出光宽度来设定第一间隔区的尺寸，从而实现第一光出射部位104的宽度的尺寸可不同于第一光入射部位101的宽度的尺寸，特别是第一光出射部位104的宽度的尺寸可大于第一光入射部位101的宽度的尺寸。由此可减小第一光导元件100的厚度，从而减轻第一光导元件的重量。
第一光出射部位104如此设计，即，至少它的经第一反光区103a反射的光到达的面与光的主引导方向垂直，由此实现光的最佳的引导，这还将在下文中参考第二光导元件进一步来说明。第一光出射部位104可类似于第一中间光学部位103来设计，即，其具有彼此交替地梯级布置的另一透光区104a和另一间隔区104b。优选地，另一间隔区104b垂直于光的主引导方向。替代地，第一光出射部位104可为垂直于光的主引导方向的一平面，这在附图中未示出。
第一光导元件100可分成并排布置的至少一个第一区段。在示出的示例中，第一光导元件100具有四个第一区段100a、100b、100c、100d。为了清楚起见，在图3中示出了各区段之间的分界线S1，应说明的是，该分界线S1实际上未必可见，特别在各区段彼此线性地布置时。在此，呈第一光准直结构101a、101b、101c、101d的形式的第一光入射部位101设置在相应的第一区段的端部处，每个光准直结构配有光源L1。在此，可针对光源的类型设计光准直结构，以实现耦入到第一光引导部段102中的光束I最大程度上为平行光束。相应的第一光准直结构包括居中的第一光耦入面105、位于第一光耦入面105的两侧的第二光耦入面106以及与第二光耦入面106邻接的反光面107。第一光耦入面105和第二光耦入面106为朝光源L1凸出的凸形面，它们用于对光源发出的光束I在第一光导元件的厚度方向、即垂直于图3的图幅所在的纸面的方向上进行准直，即，使光源发出的发散的锥形光束转变成在限定第一光导元件的厚度的两个侧面之间延伸的光束。光源的穿过居中的第一光耦入面105的光被直接调整成沿主引导方向在第一光引导部段102中行进，而穿过两侧的第二光耦入面106并到达反光面107的光经反光面反射成沿主引导方向在第一光引导部段102中行进。在此，反光面107可为抛物面，其焦点与呈凸形面的光耦入面105、106的焦点重合，光源布置在该焦点处。
从附图中还可看出，第一反光区103a为条形面，以实现最佳的光反射效果。
第二光导元件200分配有第二光源L2并用于接收和引导来自第二光源的光。该第二光导元件具有第二光入射部位201、第二光出射部位204以及沿第二光源的光在第二光导元件内的主引导方向上布置在第二光入射部位201和第二光出射部位204之间的第二中间光学部位203，来自第二光源的光经第二中间光学部位203偏转地朝第二光出射部位204引导。可看出的是，第二光入射部位201和第二光出射部位204并不是直接彼此相对而置。因此，形成在第二光导元件200的第二光入射部位201和第二中间光学部位之间的第二光引导部段202与形成在第二中间光学部位203和第二光出射部位204之间的第三光引导部段205围成不为零的夹角。
第二中间光学部位203具有彼此交替地梯级布置的第二反光区203a和第二间隔区203b，其中，相应的第一反光区彼此平行，并且相应的第一间隔区彼此平行。第二间隔区203b可平行于光在第二光引导部段202中的主引导方向。第二反光区203a相对于第二间隔区203b倾斜。例如，第二反光区203a与第二间隔区203b围成的角度在130°到150°之间，优选地为135°，以保证到达第二反光区的光在此处满足全反射条件。
第二间隔区203b还平行于第一光出射部位104的由来自光源L1的光穿透的面，这使得垂直于第一光出射部位104的方向离开它的光能够垂直入射地到达第二间隔区203b，由此保证光的好的引导并能实现简单的设计。当然，第一光出射部位104和第二间隔区还可组合地设计成使得经第二间隔区耦入的光在第二中间光学部位203的第三光引导部段205中的主引导方向与经第二反光区203a反射的光在第三光引导部段205中的主引导方向一致。
在此，特别是在第二间隔区平行于光在第二光引导部段202中的主引导方向的情况下，可根据期望的出光宽度来设定第二间隔区的尺寸，从而实现第二光出射部位204的宽度的尺寸可不同于第二光入射部位201的宽度的尺寸，特别是第二光出射部位204的宽度的尺寸可大于第二光入射部位201的宽度的尺寸。由此可减小第二光导元件200的厚度，从而减轻第二光导元件的重量。
第二光出射部位204可设有光扩散结构，如示出的枕形阵列结构。当然，其他形式的扩散结构也是可行的，例如呈条形的光扩散结构。
第二光导元件200可分成并排布置的至少一个第二区段。在示出的示例中，第二光导元件200具有四个第二区段200a、200b、200c、200d。为了清楚起见，在图2中示出了各区段之间的分界线S2，应说明的是，该分界线S2实际上未必可见，特别在各区段彼此线性地布置时。在此，呈第二光准直结构201a、201b、201c、201d的形式的第二光入射部位201设置在相应的第二区段的端部处，每个光准直结构配有光源L2。在此，可针对光源的类型设计光准直结构，以实现耦入到第二光引导部段202中的光束II最大程度上为平行光束。相应的第二光准直结构可类似于第一光准直结构来设计。为此可参考上文的说明，而在此不再赘述。
第二光导元件200的第二中间光学部位203的第二反光区203a和第二间隔区203b也为条形面，以实现最佳的光引导效果。
现在借助图4说明光在第一光导元件100和第二光导元件200中的走向。
如从图4得悉的那样，分配给第一光导元件100的第一光源L1发出的光经准直地从第一光入射部位101耦入，经第一光引导部段102导引地到达第一中间光学部位103的第一反光区103a，在此处朝第一光出射部位104反射，并离开第一光出射部位104、特别其透光区104a到达第二光导元件200的第二间隔区203b，穿过第二间隔区203b到达第二光出射部位204，经第二光出射部位204离开光导组件。第一光源L1的光的主引导方向通过具有箭头的实线示出。
分配给第二光导元件200的第二光源L2发出的光经准直地从第二光入射部位201耦入，经第二光引导部段202导引地到达第二中间光学部位203的第二反光区203a，在此处朝第二光出射部位204反射并经第三光引导部段205导引地到达第二光出射部位204，最终离开光导组件。第二光源L2的光的主引导方向通过具有箭头的虚线示出。
可看出，第一光出射部位104面向第二中间光学部位203，并且离开第一光出射部位104的光能够穿过第二中间光学部位203从第二光出射部位204出射。
在第一光源L1和第二光源L2发出的光的光学特性不同的情况下，例如它们在同一介质中的折射率不同，可匹配地设置第一中间光学部位103的第一反光区103a和第二中间光学部位203的第二反光区203a，使得它们在第一光引导部段和第二光引导部段平行布置的情况下，第一反光区与第二反光区具有不同的倾斜角度，这使得经反射后的两种光源的光的主引导方向尽可能地一致，由此实现光的最佳的引导和配光。
优选地，两种光源发出的光在第三光引导部段中的主引导方向相应于第三光引导部段的延伸方向。
为了实现好的混光效果，第一光引导部段、第二光引导部段以及第三光引导部段具有的长度H1、H2至少为20mm。第一光引导部段和第二光引导部段可具有相同的长度，由此相应的光源可布置在同一光源载体、例如印刷电路板上。虽然在附图中示出了第一光引导部段和第二光引导部段具有间距D，但间距D可为零。第一光引导部段、第二光引导部段以及第三光引导部段具有的厚度T1、T2、T3可根据需要任意选择，例如基于选用光源的发光锥角来选择，或者基于需要的出光面积等等。
第一光导元件100和第二光导元件200可由相同的材料制成，例如由聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、玻璃等等浇注形成。第一光导元件100和第二光导元件200可分开成型并且通过保持件连接在一起。
第一光准直结构和第二光准直结构虽然可具有基本相同的形状，但它们可特别在考虑到光源的特性(例如光在同一介质中的折射率)、数量等的情况下来单独设计，以实现尽可能好的准直和出光效果。
在图5中示出了根据本发明的光导组件10’的另一实施方式。不同于上述的第一光导元件100的线性布置的第一区段100a、100b、100c、100d，在该实施方式中，第一光导元件100’的第一区段彼此错开地布置，由此来匹配实际的结构空间。当然，第二光导元件地第二区段也可彼此错开地布置。
本发明还提出了一种车灯，其具有光源和上文所述的光导组件，光源分配给光导组件。
光导组件的第一光导元件和第二光导元件配有发出不同的光的不同的子光源。例如，第一子光源可发出亮度可调节的白色的光，而第二子光源可发出黄色的光，由此车灯可通过同一出光面完成日间行车灯或位置灯和转向灯的功能。在采用发出红色的光的光源的情况下，还可实现刹车灯的功能。
不同的子光源可布置在同一载体上。
本发明还提出了一种车辆，其具有上文所述的车灯。
本发明不限于上述结构，也可以采用其他的各种变体。虽然已经通过有限数量的实施方式描述了本发明，但是受益于本发明，本领域技术人员可以设计出不脱离在此发明的本发明的保护范围的其他实施方式。因此，本发明的保护范围应仅由所附权利要求限定。

Claims (15)

1.一种光导组件(10、10’)，其包括：
第一光导元件(100、100’)，该第一光导元件分配给第一光源(L1)并用于接收和引导来自所述第一光源的光，其中，该第一光导元件具有第一光入射部位(101)、第一光出射部位(104)以及沿所述第一光源的光在所述第一光导元件内的主引导方向布置在所述第一光入射部位(101)和所述第一光出射部位(104)之间的第一中间光学部位(103)，来自所述第一光源的光经所述第一中间光学部位(103)偏转地朝所述第一光出射部位(104)引导；
第二光导元件(200)，该第二光导元件分配给第二光源(L2)并用于接收和引导来自所述第二光源的光，其中，该第二光导元件具有第二光入射部位(201)、第二光出射部位(204)以及沿所述第二光源的光在所述第二光导元件内的主引导方向布置在所述第二光入射部位(201)和所述第二光出射部位(204)之间的第二中间光学部位(203)，来自所述第二光源的光经所述第二中间光学部位(203)偏转地朝所述第二光出射部位(204)引导，
其特征在于，所述第一光出射部位(104)面向所述第二中间光学部位(203)，并且离开所述第一光出射部位(104)的光能够经由所述第二中间光学部位(203)耦入所述第二光导元件中，并且从所述第二光出射部位(204)出射。
2.根据权利要求1所述的光导组件(10、10’)，其特征在于，所述第二光出射部位(204)设有光扩散结构。
3.根据权利要求2所述的光导组件(10、10’)，其特征在于，
所述第一中间光学部位(103)具有彼此交替地梯级布置的第一反光区(103a)和第一间隔区(103b)，
所述第二中间光学部位(203)具有彼此交替地梯级布置的第二反光区(203a)和第二间隔区(203b)，
其中，所述第一反光区(103a)和所述第二反光区(203a)设置成将光朝所述第二光出射部位(204)的方向反射，
并且其中，经所述第一反光区(103a)反射的光能穿过所述第二间隔区(203b)朝所述第二光出射部位(204)的方向行进。
4.根据权利要求3所述的光导组件(10、10’)，其特征在于，
至少所述第一光出射部位(104)的经所述第一反光区(103a)反射的光到达的面与光的主引导方向垂直，并且与所述第二间隔区(203b)平行。
5.根据权利要求3所述的光导组件(10、10′)，其特征在于，所述第一反光区(103a)、所述第二反光区(203a)和所述第二间隔区(203b)为条形面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光导组件(10、10’)，其特征在于，
所述第一光导元件(100、100’)分成并排布置的至少一个第一区段(100a、100b、100c、100d)，其中，呈第一光准直结构(101a、101b、101c、101d)的形式的第一光入射部位(101)设置在所述第一区段的端部处，
所述第二光导元件(200)分成并排布置的至少一个第二区段(200a、200b、200c、200d)，其中，呈第二光准直结构(201a、201b、201c、201d)的形式的第二光入射部位(201)设置在所述第二区段的端部处，
所述第一光准直结构和所述第二光准直结构分配给相应的光源，并且用于将入射的光准直成平行光。
7.根据权利要求6所述的光导组件(10、10’)，其特征在于，所述第一区段和/或所述第二区段至少部分地错开地并排布置。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的光导组件(10、10’)，其特征在于，
在所述第一光入射部位(101)和所述第一中间光学部位(103)之间形成第一光引导部段(102)，
在所述第二光入射部位(201)和所述第二中间光学部位(203)之间形成第二光引导部段(202)，并且在所述第二中间光学部位(203)和所述第二光出射部位(204)之间形成第三光引导部段(205)，
其中，所述第一光引导部段(102)、所述第二光引导部段(202)和所述第三光引导部段的长度至少为20mm。
9.根据权利要求8所述的光导组件(10、10’)，其特征在于，所述第一光引导部段(102)和所述第二光入射部位(201)的长度相同并且彼此紧贴地布置。
10.根据权利要求8所述的光导组件(10、10’)，其特征在于，所述第三光引导部段(205)的延伸相应于光在所述第三光引导部段(205)中的主引导方向。
11.一种车灯，其具有光源，其特征在于，所述车辆还具有根据权利要求1至10中任一项所述的光导组件，所述光源分配给所述光导组件。
12.根据权利要求11所述的车灯，其特征在于，所述光导组件的第一光导元件(100、100’)和第二光导元件(200)分别配有发出不同的光的不同的光源。
13.根据权利要求12所述的车灯，其特征在于，不同的所述光源布置在同一载体上。
14.根据权利要求13所述的车灯，其特征在于，所述车灯能实现日间行车灯、位置灯、转向灯和制动灯的功能。
15.一种车辆，其特征在于，所述车辆具有根据权利要求11至14中任一项所述的车灯。
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