CN113167460B - 车辆发光系统 - Google Patents

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Abstract

一种车辆发光系统(1)，其包括一个或多个光源(2)、第一光导向件(3)和第二光导向件(4)。一个或多个光源(2)布置成将光发射到第一光导向件(3)中，第一光导向件(3)布置成将来自一个或多个光源(2)的入射光发射到第二光导向件(4)中。第二光导向件(4)布置成发射来自第一光导向件(3)的入射光。第一光导向件(3)布置成将来自一个或多个光源(2)的入射光从第一光流方向(X)重新定向至第二光流方向(Y)，第二光导向件(4)沿第二光流方向(Y)布置在第一光导向件(3)之后。第一光导向件(3)包括布置成接收来自一个或多个光源(2)的入射光的第一光输入表面(3a)、布置成发射通过第一光输入表面(3a)从一个或多个光源(2)接收的光的第一光输出表面(3b)和布置成将来自所述第一光输入表面(3a)的入射光在内部朝第一光输出表面(3b)反射的光反射表面(3c)。第二光导向件(4)包括布置成接收来自第一光导向件(3)的入射光的第二光输入表面(4a)和布置成发射通过第二光输入表面(4a)接收的光的第二光输出表面(4b)。第二光输出表面(4b)包括在第一平面(P1)中的第一光发射表面区段(4b1)和在第二平面(P2)中的第二光发射表面区段(4b2)，其中，第一平面(P1)和第二平面(P2)布置成相对于彼此成第一角度。

Description

车辆发光系统
技术领域
本公开内容涉及一种车辆发光系统，其包括一个或多个光源、第一光导向件和第二光导向件。一个或多个光源布置成将光发射到第一光导向件中，且第一光导向件布置成将来自一个或多个光源的入射光发射到第二光导向件中。第二光导向件布置成发射来自第一光导向件的入射光。
背景技术
车辆发光系统(诸如例如尾灯和位置灯)用在车辆上以满足安全规定。通常情况下，车灯集成在车辆的设计中，以例如通过灯光图案的设计来实现吸引人的外观并形成车辆的独特特征。光导向件通常用在车辆发光应用中，以用于将来自光源的光导向至光发射表面，诸如例如尾灯、位置灯或类似的车辆发光结构。在如今的车辆应用中，对发光结构的美学外观和紧凑设计以及满足安全规定所需的发光特性存在很高的要求。设计车辆的发光结构时的一个常见问题是，在光发射表面中实现均匀的光图案，以及实现当从不同角度观察时来自该光发射表面的均匀的光分布。当光发射表面具有非平面结构时，这尤其复杂。因此，需要一种改进的车辆发光系统。
发明内容
本公开内容的一个目的是提供避免前述问题的车辆发光系统。该目的至少部分地通过根据本发明的特征来实现。下文给出的多种实施方案包含车辆发光系统的进一步的改进。
本公开内容涉及一种车辆发光系统，其包括一个或多个光源、第一光导向件和第二光导向件。该一个或多个光源布置成将光发射到第一光导向件中，且第一光导向件布置成将来自该一个或多个光源的入射光发射到第二光导向件中。第二光导向件布置成发射来自第一光导向件的入射光。第一光导向件布置成将来自该一个或多个光源的入射光从第一光流方向重新定向至第二光流方向。第二光导向件沿第二光流方向布置在第一光导向件之后。第一光导向件包括第一光输入表面和第一光输出表面，第一光输入表面布置成接收来自该一个或多个光源的入射光，第一光输出表面布置成发射通过第一光输入表面从该一个或多个光源接收的光。光反射表面布置成用于在内部将来自第一光输入表面的入射光朝第一光输出表面反射。第二光导向件包括第二光输入表面和第二光输出表面，第二光输入表面布置成接收来自第一光导向件的入射光，第二光输出表面布置成发射通过第二光输入表面接收的光。第二光输出表面包括在第一平面中的第一光发射表面区段和在第二平面中的第二光发射表面区段，其中，第一平面和第二平面布置成相对于彼此成第一角度。
这些特征的优势在于，通过第一平面和第二平面布置成相对于彼此成第一角度的构造，可以按照满足安全规定的紧凑设计来形成车辆发光系统。此外，第一角度提供车辆发光系统的有吸引力的外观，从而确立车辆的独特特征，并且满足对发光结构的美学外观的高要求。第一光导向件与第二光导向件相结合的构造达成了在第二光发射表面中的均匀的光图案和均匀的光分布，当从不同角度观察时，不出现来自光发射表面的、可见的光强波动。
根据本公开内容的一个方面，第一平面和第二平面布置成绕公共轴线相对于彼此成第一角度，该公共轴线沿与第二光流方向不平行的方向延伸。该成第一角度的平面布置达成了满足对发光结构美学外观的高需求的车辆的独特特征，且达成了满足安全要求的有效的光图案。
根据本公开内容的另一方面，第一光输出表面布置在光输出平面中，且第二光输入表面布置在光输入平面中，其中，在第一光输出表面和第二光输入表面之间形成有间隙。该间隙支持在第一光导向件和第二光导向件之间的光分布，以实现具有均匀的光分布而没有大波动的有效光流。
根据本公开内容的一个方面，沿第二光流方向Y，间隙在第一光输出表面和第二光输入表面之间具有的最小尺寸在0.1-20mm的范围内。
根据本公开内容的另一方面，光输出平面和光输入平面布置成彼此平行或基本上平行。具有平行平面的构造提供在第一光导向件和第二光导向件之间的有效光分布。平行的平面允许来自第一光导向件的已重新定向的光被有效地发射到第二光导向件中。
根据本公开内容的又一方面，光输出平面和光输入平面布置成与第二光流方向垂直或基本上垂直。光输出平面和光输入平面的成垂直关系的布置提供了具有直角的系统的简单设计。该角度关系进一步支持了系统的紧凑设计。
根据本公开内容的一个方面，第一光导向件具有在上端和下端之间的锥形横截面构造，其中，第一光输出表面和光反射表面在上端和下端之间延伸，其中，第一光输出表面布置成相对于光反射表面成第二角度。第二角度使得第一光导向件构造为具有楔形形状，从而在第一光导向件内提供有效的光反射。
根据本公开内容的另一方面，第一光输入表面布置在上端处，并且其中，第一光输入表面布置成相对于第一光输出表面成第三角度。第一光输入表面在上端处的设计达成了一种简单构造，其中光源布置在第一光导向件的上方。第三角度确立了在第一光输入表面和第一光输出表面之间的角度关系，且当已知第二角度时，还进一步确立了在第一输入表面和光反射表面之间的关系。
根据本公开内容的又一方面，光反射表面包括多个凹槽，这些凹槽布置成将来自该一个或多个光源的入射光重新定向，其中，这些凹槽以与第一光输入表面平行或基本上平行的关系布置在上端和下端之间。
根据本公开内容的一个方面，各凹槽具有包括第一凹槽角度和第二凹槽角度的V形构造。该V形构造有效地在第一光导向件中反射光。
根据本公开内容的又一方面，光反射表面包括两个或更多个光反射区段，其中，在相应的光反射区段中的凹槽具有不同的构造。因为这些凹槽可具有不同的角度、大小或个体关系，光反射区段提供从该一个或多个光源发射的光的更加有效的反射。通过光反射区段，从第一光导向件发射的光可变得更均匀并且受控，其中，实现了在第一光发射表面中的均匀的光图案和均匀的光分布，而没有大的波动。
根据本公开内容的又一方面，第一光输出表面的面积比第二光输入表面的面积更大。这些面积之间的关系确保了从第一光导向件到第二光导向件中的光的有效分布。
根据本公开内容的一个方面，第一输入表面包括布置成将从该一个或多个光源发射的光引导到第一光导向件中的一个或多个透镜，其中，该一个或多个光源中的各个光源与一个或多个透镜中的一个透镜配合。该一个或多个透镜形成了进入到第一光导向件中的受引导的光，以用于有效地利用从一个或多个光源发射的光。
根据本公开内容的又一方面，第一光发射表面区段包括第一棱镜构型，且第二光发射表面区段包括第二棱镜构型，其中，第一棱镜构型和第二棱镜构型各自布置成引导从第二光导向件发射的光。棱镜构型用于引导从在第一平面中的第一光发射表面区段和在第二平面中的第二光发射表面区段发射的光，其中，第一光发射表面区段和第二光发射表面区段被布置成相对彼此成角度关系。通过这些棱镜构型的使用，来自第二光导向件的发射光可沿期望的方向发射。
根据本公开内容的一个方面，第一光导向件沿第一光流方向布置在一个或多个光源之后。
根据本公开内容的又一方面，第一光输出表面包括粒化结构。该粒化结构确保了更加均匀的光分布。
附图说明
下文中将参照附图更详细地说明本公开内容，在附图中：
图1a-1b以立体视图以及以侧视图示意地示出了根据本公开内容的具有第一光导向件和第二光导向件的车辆发光系统，
图2a-2b以立体视图示意地示出了根据本公开内容的车辆发光系统的第二光导向件，
图3以侧视图示意地示出了根据本公开内容的车辆发光系统的第二光导向件，
图4a-4c以立体视图示意地示出了根据本公开内容的车辆发光系统的第一光导向件，
图5以侧视图示意地示出了根据本公开内容的车辆发光系统的第一光导向件，并且
图6以立体视图示意地示出了根据本公开内容的第一光导向件的替代实施例，
图7a-7b以立体视图以及以侧视图示意地示出了根据本公开内容的第一光导向件的透镜，并且
图8以立体视图示意地示出了根据本公开内容的车辆发光系统的第一光导向件的示例实施例。
具体实施方式
下面结合附图说明本公开内容的各个方面，以说明而非限制本公开内容，其中，相同的标号表示相同的元件，且说明的方面的变型不限于具体示出的实施例，它们还可应用在本公开内容的其他变型上。
在图1a-1b中示意地示出了车辆发光系统1。车辆发光系统1包括一个或多个光源2、第一光导向件3和第二光导向件4。一个或多个光源2布置成将光发射到第一光导向件3中，且第一光导向件3布置成将来自一个或多个光源2的入射光发射到第二光导向件4中。第二光导向件4布置成发射来自第一光导向件3的入射光。
光源2可为用于车辆应用的任何合适的光源，诸如例如具有低能量消耗、长寿命和鲁棒结构的发光二极管(LED)。虽然在图1a-1b中示出了两个光源2，但是根据车辆发光系统1的设计，发光系统可替代地包括仅仅一个光源2或者三个或更多个光源2。
如在图1a-1b中示出的那样，第一光导向件3布置成将来自一个或多个光源2的入射光从第一光流方向X重新定向到第二光流方向Y。第二光流方向Y相对于第一光流方向X成一定的角度来布置。第一光导向件3沿第一光流方向X布置在一个或多个光源2之后。第一光导向件3设计和配置成使得实现从一个或多个光源2发射的光的均匀光分布。第一光导向件3包括第一光输入表面3a和第一光输出表面3b。第一光输入表面3a布置成接收来自一个或多个光源2的入射光。第一光输出表面3b布置成发射通过第一光输入表面3a从一个或多个光源2接收的光。
如在图1a中所示，第一光输出表面3b布置在光输出平面PO中，且光输出平面PO用于定义第二光流方向Y，其中，第二光流方向Y是垂直于光输出平面PO的方向。第一光流方向X是光从一个或多个光源2穿过第一光输入表面3a进入第一光导向件3的方向。应当理解的是，从一个或多个光源发射的光不仅沿单一方向发射，还在光源的光发射角度或发光角度内沿不同方向发射。不同的光源具有不同的辐射模式，发光二极管(LED)的典型辐射模式的示例是，在最大光照的方向的20°范围内发射大部分能量。例如，光源的最大光照方向可用于定义第一光流方向X。不同类型的发光二极管可用于一个或多个光源2，且在汽车工业中使用的合适的发光二极管典型地可具有60°和/或120°的发光角度。
如在图1a-1b中所示，沿第二光流方向Y，第二光导向件4布置在第一光导向件3之后。第二光导向件4设计且配置成，当从不同角度观察时，以均匀的光图案和均匀的光分布发射来自光发射输出表面的光，而没有任何可见的光强波动。第二光导向件4包括第二光输入表面4a和第二光输出表面4b。第二光输入表面4a布置成接收来自第一光导向件3的入射光。第二光输出表面4b布置成发射通过第二光输入表面4a接收的光。
通过车辆发光系统1的这种构造，利用第一光导向件3和第二光导向件4，从一个或多个光源2发射到第一光导向件中的光穿过第一光导向件3且穿过第二光导向件4而被分布至第二光输出表面4b中。因此，第二光输出表面4b构成了车辆发光系统的光发射输出表面，在例如尾灯、位置灯或其他车辆发光结构中，光通过该光发射输出表面发射至周围环境。将从一个或多个光源2发射的光在第一光导向件3中从第一光流方向X重新定向至第二光流方向Y，且通过光流的重新定向，能够实现车辆发光结构1的紧凑的设计。
在图中示出的实施例中，第一光流方向X相对于第二光流方向Y成大约90°的角度布置。然而，应当理解的是，第一光导向件3可布置成以在第一光流方向X和第二光流方向Y之间的、与大约90°不同的其他角度重新定向入射光。第一光流方向X和第二光流方向Y可相对于彼此以任何期望的角度关系进行布置，且针对车辆发光系统1的不同设计，这一角度可以不同。
如在图1a-1b中所示，第一光输出表面3b布置在光输出平面PO中，且第二光输入表面4a布置在光输入平面PI中。在第一光输出表面3b和第二光输入表面4a之间形成间隙G。在第一光输出表面3b和第二光输入表面4a之间的间隙G用于确保从第一光导向件3至第二光导向件4的均匀的光分布。
在图1a-1b中示出的实施例中，为了实现有效的光分布，光输出平面PO和光输入平面PI布置成相对于彼此平行或大致平行。因此，在该实施例中，光输出平面PO和光输入平面PI二者都布置成与第二光流方向Y垂直或大致垂直。为了确保从第一光导向件3到第二光导向架4中的光的有效分布，可使第一光输出表面3b的面积比第二光输入表面4a的区域更大，且可以以一种重叠的关系合适地布置第一光输出表面3b和第二光输入表面4a。若需要，光输出平面PO和光输入平面PI可布置成使得它们相对于彼此不平行。
在第一光输出表面3b和第二光输入表面4a之间形成的间隙G的尺寸可根据车辆发光系统1的设计而不同。在图1a-1b中示出的实施例中，间隙G沿第二光流方向Y在第一光输出表面3b和第二光输入表面4a之间具有延伸。根据光输出平面PO和光输入平面PI的定向，间隙G在第一光输出表面3b和第二光输入表4a之间具有最小尺寸。如果如图中所示的那样，光输出平面PO和光输入平面PI布置成彼此平行，那么间隙G沿第二光流方向Y在第一光输出平面3b和第二光输入平面4a之间具有恒定的宽度。测试已显示，当间隙G的宽度沿第二光流方向Y在第一光输出表面3b和第二光输入表面4a之间的最小尺寸在0.1-20mm的范围内时，间隙G的尺寸是合适的。本文中的最小尺寸是指沿第二光流方向Y在第一光输出表面3b和第二光输入表面4a之间的最小距离。
如在图2a-2b和图3中所示，第二光导向件4包括第二光输入表面4a和第二光输出表面4b，第二光输入表面4a布置成接收来自第一光导向件3的入射光，第二光输出表面4b布置成发射通过第二光输入表面4a接收的光。第二光输出表面4b包括在第一平面P1中的第一光发射表面区段4b1和在第二平面P2中的第二光发射表面区段4b2。第一平面P1和第二平面P2布置成相对于彼此成第一角度α。第一光发射表面区段4b1和第二光发射表面区段4b2在不同平面中成角度关系的布置提供当从不同角度观察时的来自光发射表面的有效光分布。通过在第二光发射表面4b中的平面的这种布置，与具有平坦表面的更简单的构造相比，实现了车辆发光系统1的有吸引力的美感和有特点的外观。第一角度α可取决于第一光导向件3的设计而变化，且合适的第一角度α在30°<α<180°的范围内，优选地在70°<α<160°的范围内，更优选地在110°<α<130°的范围内。第一平面P1和第二平面P2布置成围绕公共轴线A相对于彼此成第一角度α。公共轴线A沿与第二光流方向Y不平行的方向延伸。
第二光导向件4还包括上表面4c、下表面4d和两个侧表面4e。本文中的上和下参考如图2a-2b和图3中所示的表面的定向。应当理解的是，若需要，可以其他形式定向这些表面。上表面4c、下表面4d和两个侧表面4e布置为与第二光流方向Y平行的平坦表面。然而，上表面4c、下表面4d和两个侧表面4e可具有不同的形状，且可为沿与第二光流方向Y不平行的方向布置的非平坦表面。如果合适，上表面4c、下表面4d和两个侧表面4e可被掩盖或隐藏在车辆发光结构中。
如在图2a和图3中所示，第一平面P1布置成与第三平面P3成第一平面角度α1，其中第三平面P3以与第二光流方向Y垂直的关系布置，且第二平面P2布置成与第三平面P3成第二平面角度α2。第一平面角度α1和第二平面角度α2可具有相同的值，或可替代地，第一平面角度α1和第二平面角度α2可根据车辆发光系统1的设计而具有不同的值。第一平面角度α1的合适的值在0°<α1<90°的范围内，且第二平面角度α2的合适的值在0°<α2<90°的范围内。
作为非限制性示例，第二光导向件4可具有第一角度α为120°、第一平面角度α1为32°且第二平面角度α2为28°的构造。
为了确保从第二光输出面4b沿正确的方向发光，第一光发射表面区段4b1包括第一棱镜构型6a，且第二光发射表面区段4b2包括第二棱镜构型6b。相应的第一棱镜构型6a和第二棱镜构型6b布置成引导从第二光导向件4发射的光。由于第一光发射表面区段4b1和第二光发射表面区段4b2布置成与第二光流方向不平行，所以第一棱镜构型6a和第二棱镜构型6b用于将发射的光以期望光分布引导到期望的方向中。第一棱镜构型6a可具有任何合适的构造，且包括多个成形的棱镜，该多个成形的棱镜在整个第一光发射表面区段4b1的表面彼此相邻地布置。第二棱镜构型6b可具有任何合适的构造，且包括多个成形的棱镜，该多个成形的棱镜在整个第二光发射表面区段4b2的表面彼此相邻地布置。第一棱镜构型6a可与第二棱镜构型6b相似或相同，或者可替代地，第一棱镜构型6a可根据车辆发光系统1的设计而与第二棱镜构型6b不同。作为一个示例，第一棱镜构型6a和第二棱镜构型6b可构造成当沿第二光流方向Y观察时具有多个单独的方形棱镜，其中，这些单独的棱镜设有圆化的外部区段。作为一个示例，方形部的各侧可具有在0.3-10mm的范围内的尺寸。也可使用比0.3mm更小的尺寸，但大于0.3mm的尺寸制造起来更容易，且成本效益更好。棱镜构型也可具有除方形之外的其他形状和设计，以沿期望的方向引导光。棱镜构型提供车辆发光系统的如下构造，其中，第一光发射表面区段4b1和第二光发射表面4b2可被观察者感知为被照亮的表面。自一个或多个光源2发射的光能够通过由第一光发射表面区段4b1和第二光发射表面区段4b2的棱镜构型提供的光学图像而被观察者从不同的方向和角度看到。然而，由于具有两个光导向件和棱镜构型的构造，该一个或多个光源2本身不可见。
第二光导向件4可由任何合适的材料(诸如例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)的混合物，或任何其他合适的塑料或具有透明特性的其他材料)制成。
如在图4a-4c和图5中所示，第一光导向件3包括布置成接收来自一个或多个光源2的入射光的第一光输入表面3a。第一光输入表面3a可具有平坦的构造或大致平坦的构造，其设有用于一个或多个光源2的进光口。第一光导向件3还包括布置成发射通过第一光输入表面3a从一个或多个光源2接收的光的第一光输出表面3b。第一光输出表面3b可具有用于均匀的光分布的平坦的构造或大致平坦的构造。光反射表面3c布置成用于将来自第一光输入表面3a的入射光在内部朝第一光输出表面3b反射。通过在光反射表面3c上反射入射光，光被从第一光流方向X重新定向至第二光流方向Y。
第一光导向件3还包括上端3d、下端3e和两个侧表面3f。本文中的上和下参考如图4a-4c和图5中所示的表面的定向。应当理解的是，若需要，则可以其他形式定向表面。两个侧表面3f布置为与第二光流方向Y平行的平坦表面。然而，两个侧表面3f可具有不同的形状，且可布置为沿与第二光流方向Y不平行的方向布置的非平坦表面。
第一光导向件3具有锥形的横截面构造，并具有在上端3d和下端3e之间的锥形延伸。第一光输出表面3b和光反射表面3c在上端3d和下端3e之间延伸，且如在图4a-4c和图5中所示，第一光输出表面3b布置成与光反射表面3c成第二角度β。选取第二角度β以达成通过第一光输出表面3b发射的光的有效且均匀的光分布。第二角度β可根据第一光导向件3的设计而变化，且合适的第二角度β例如在0°<β<10°的范围内。
如还在图4a-4c和图5中所示，第一光输入表面3a布置在上端3d处。第一光输入表面3a布置成与第一光输出表面3b成第三角度γ。第三角度γ可根据第一光导向件3的设计而变化，且合适的第三角度γ例如可在70°<γ<110°的范围内，优选为90°。
如在图1b和图5中所示，为了更加均匀的光分布，第一光输出表面3b例如可包括粒化结构3g或其他表面处理层。粒化结构3g可具有任何合适的纹理或粗糙度。如果第一光导向件3由合适的塑料材料制成，那么例如可根据VDI 3400标准测量第一光输出表面3b的粒化。可在模制第一光导向件3时获得粒化结构3g，且所使用的模具此时可制备为具有合适的粒化结构。
光反射表面3c包括延伸到第一光导向件3中的多个凹槽7。如图5所例示，该多个凹槽布置成重新定向来自一个或多个光源2的入射光。这些凹槽7以与第一光输入表面3a平行或大致平行的关系布置在上端3d和下端3e之间。如在图4c中更详细地所示的那样，各个凹槽7具有V形构造，该V形构造包括第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2。凹槽的角度选定为使得实现来自一个或多个光源2的入射光的有效反射。凹槽7的设计和角度可根据第一光导向件3的设计而变化。各凹槽7被限定为延伸到第一光导向件中的朝内定向的V形凹槽，其中，各凹槽7具有凹槽上侧7a和凹槽下侧7b。本文中的上和下参考如图5中所示的第一光导向件实施例的定向。应当理解的是，若需要，则第一光导向件可沿其他方向定向。第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2被相应地计算为从假想的平面PIM分别至凹槽上侧7a和凹槽下侧7b的角度。假想的平面PIM沿光反射表面3c延伸。如图5所示，假想的平面PIM是布置在凹槽7的凹槽的外连接点7c处的平面。凹槽的外连接点7c布置在凹槽7的凹槽上侧7a和凹槽下侧7b之间。凹槽的外连接点7c因此连接各凹槽7的外部部分，其中，凹槽的外连接点7c连接各凹槽7的凹槽上侧7a和凹槽下侧7b。在示出的实施例中，凹槽7布置成彼此直接相邻。然而，作为一种替代方案(未在图中示出)，凹槽7可布置成彼此相距合适的距离，其中，凹槽的外连接点7c布置为与凹槽7相互连接的光反射表面3c的壁区段。测试已显示，对于由PMMA制成的第一导光板3，在第二角度β大于0°且小于10°的情况下，作为非限制性示例，合适的第一凹槽角度αG1在30°至45°的范围内，且作为非限制性示例，合适的第二沟槽角度αG2在30°至45°的范围内。该第一凹槽角度和第二凹槽角度也可适合于其他材料。布置在光反射表面3c上的凹槽7可构造为具有相同的凹槽角度，或者可替代地，凹槽7可具有不同的凹槽角度。
如图6所示，第一光导向件6的光反射表面3c可包括两个或更多个光反射区段3c1、3c2……3cN。两个或更多个光反射区段3c1、3c2……3cN中的各个包括布置成重新定向来自一个或多个光源2的入射光的多个凹槽7。以与第一光输入表面3a平行或大致平行的关系将各个光反射区段3c1、3c2……3cN的凹槽7布置在上端3d1、3d2……3dN和下端3e1、3e2……3eN之间。各个凹槽7具有V形构造，该V形构造包括第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2。凹槽角度选定为使得实现来自一个或多个光源2的入射光的有效反射。凹槽7的设计和角度可根据第一光导向件3的设计而变化。在各光反射区段3c1、3c2……3cN中的凹槽7可具有与其他光反射区段中的凹槽7不同的构造。形状和凹槽角度可在光反射区段3c1、3c2……3cN之间存在差异。此外，在各个光反射区段3c1、3c2……3cN中的凹槽的数量可根据第一光导向件3的设计而变化。
如图中所示，第一光导向件3的第一输入表面3a可包括一个或多个透镜，该一个或多个透镜布置成将从一个或多个光源2发射的光引导到第一光导向件3中。第一输入表面3a可为各光源2都设有一个透镜5。为了实现在第一光导向件3内的反射和期望的第一光流方向X，透镜5布置成以合适的方式将从一个或多个光源2发射的光引导并分布到第一光导向件3中。在光反射表面3c上反射的光越多，通过第一光输出表面3b实现的光输出就越好。该一个或多个光源2中的各个光源与该一个或多个透镜5中的一个透镜配合，且因此第一光导向件3可为各个光源2均设有一个透镜5。在图4a-4b和图5中示出的实施例中，第一光导向件3包括两个透镜5，针对两个光源2中的每个，各有一个透镜5。可根据第一光导向件的设计来以不同的方式构造透镜。
作为示例在图7a-7b中示出了改一个或多个透镜5的合适的构造。一个或多个透镜5可作为分开的元件附接至第一光输入表面3a，或者可替代地，可模制到第一光导向件3的结构中。各个透镜5可包括由透镜侧壁5b围绕的弯曲的透镜表面5a。如图中所示，透镜表面5a具有凸出的形状，且光源2沿一个方向布置在透镜表面5a的上方。透镜表面5a具有透镜顶部表面的中心点5c，且光源2的光源中心点2a沿第一(光)的流向X布置在透镜顶部表面的中心点5c上方。沿第一(光)的流向X在光源中心点2a和透镜顶部表面的中心点5c之间的距离可根据第一光导向件3的设计而变化，且例如可在0.1-20mm的范围内。
第一光导向件3可由任何合适的材料(诸如例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)的混合物、或任何其他合适的塑料或具有透明特性的其他材料)制成。
车辆发光系统1可通过第一光导向件3和第二光导向件4的结构而能够在大小上缩放。通过车辆发光系统1的可缩放性，第一光导向件3和第二光导向件4的尺寸可变化，且更进一步，使用的光源2的数量可在不同的车辆发光系统1之间存在差异。在光源2之间的距离可变化，以改变从第二光输出表面4b发射的光的强度。光源2分开越远，在第二光输出表面4b中的不均匀的光图案的风险就越高。此外，如果光源布置得太靠近彼此，车辆发光系统1可能不够节能。狭窄的系统可只需要一个光源2，且较宽的车辆发光系统可需要两个或更多个光源2。
为了在第一光导向件3中实现均匀的光分布与均匀的光图案，所使用的光源2的适当数量取决于第一光输出表面3b的表面面积。第一光输出表面3b的面积越大，可使用的光源2的数量越多。例如，第一光导向件3可具有如图8所示的锥形构造，其具有沿第一(光)的流向X测量的高度H、沿第二(光)的流向Y测量的宽度W、沿与第一(光)的流向X和第二(光)的流向Y垂直的方向测量的长度L。例如，长度L可变化，以实现第一光输出表面3b的不同的表面面积。例如，如果在光导向件构造中使用预定高度H，且长度L对于第一光导向件3的不同设计是不同的，那么用于实现期望性能的光源数量取决于长度L。
在一个非限制性示例中，如果高度H被预先确定为一个特定的值，且第一光输出表面3b的表面面积为10cm2，那么可只使用一个光源来实现期望的光分布特性。如果在相同的预定高度H下增加长度L，使得表面面积为20cm2，那么可使用两个光源2来实现期望的光分布特性。然而，测试已显示，如果进一步增加长度L，那么为了实现期望的光分布特性，在光源2的数量和长度L之间的关系不一定是线性的。例如，如果长度L在相同的预定高度H下进一步增大从而使得表面面积为40cm2，则可只需要三个光源2就能实现期望的光分布性能，而非使用四个光源2。使用四个光源2可能导致不必要的光强和额外光源的更高的使用成本。
下面将参照图8对第一光导向件3的一个示例实施例进行说明。在该示例中，第一(光)的流向X垂直于第二(光)的流向Y。第一光导向件3由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，且具有沿第一(光)的流向X测量的约100mm的高度、沿第二(光)的流向Y测量的约11mm的宽度W、沿与第一(光)的流向X和第二(光)的流向Y垂直的方向测量的约37mm的长度L。在该示例实施例中，第二角度β为5°，第三角度γ为90°。
在图8中的示例性实施例中，使用两个光源2.1、2.2，以将光发射到第一光导向件3中。第一光导向件3包括沿光反射表面3c从第一光导向件3的上端3d延伸至下端3e的五个光反射区段3c1、3c2、3c3、3c4、3c5。五个光反射区段3c1、3c2、3c3、3c4、3c5中的各个光反射区段都包括布置成重新定向来自两个光源2.1、2.2的入射光的多个凹槽7。以与如图6所示的相同的方式，以与第一光输入表面3a平行或大致平行的关系将各光反射区段3c1、3c2、3c3、3c4、3c5的凹槽7布置在各光反射区段3c1、3c2、3c3、3c4、3c5的上端3d1、3d2、3d3、3d4、3d5和下端3e1、3e2、3e3、3e4、3e5之间。在各光反射区段3c1、3c2、3c3、3c4、3c5中的凹槽7具有与在其他光反射区段中的凹槽7不同的构造。
如在图8中所示，第一光反射区段3c1包括第一组凹槽71。第一光反射区段3c1从第一光导向件3的上端3d开始延伸，且沿朝下的方向D延伸在第一光导向件3的上端3d和下端3e之间，并延伸光反射表面3c的总延伸的约25％的距离。在第一光反射区段3c1中的各凹槽71具有V形构造，该V形构造带有第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2。第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2选定成使得实现来自两个光源2.1、2.2的入射光的有效反射。在第一光反射区段3c1中，第一凹槽角度αG1的范围是30°至38°，且第二凹槽角度αG2是40°。第一凹槽角度αG1在第一光反射区段3c1的上端3d1和下端3e1之间逐渐变化。最靠近上端3d1布置的第一凹槽具有30°的第一凹槽角度αG1。最靠近下端3e1布置的最后一个凹槽具有38°的第一凹槽角度αG1。在第一光反射区段3c1中的各凹槽71具有在朝下的方向D上沿从上端3d1至下端3e1的第一光反射区段3c1的约1.4mm的延伸。
如在图8中所示，第二光反射区段3c2包括第二组凹槽72。第二光反射区段3c2从第一光反射区段3c1的下端3e1开始延伸，且沿朝下的方向D朝第一光导向件3的下端3e延伸，并延伸光反射表面3c的总延伸的约25％的距离。在第二光反射区段3c2中的各凹槽72具有V形构造，该V形构造带有第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2。第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2选定成使得实现来自两个光源2.1、2.2的入射光的有效反射。在第二光反射区段3c2中，第一凹槽角度αG1的范围是38°至39°，且第二凹槽角度αG2是40°。第一凹槽角度αG1在第二光反射区段3c2的上端3d2和下端3e2之间逐渐变化。最靠近上端3d2布置的第一凹槽具有38°的第一凹槽角度αG1。最靠近下端3e2布置的最后一个凹槽具有39°的第一凹槽角度αG1。在第一光反射区段3c2中的各凹槽72具有在朝下的方向D上沿从上端3d2至下端3e2的第二光反射区段3c2的约为1.4mm的延伸。
如在图8中所示，第三光反射区段3c3包括第三组凹槽73。第三光反射区段3c3从第二光反射区段3c2的下端3e2开始延伸，且沿朝下的方向D朝第一光导向件3的下端3e延伸，并延伸光反射表面3c的总延伸的约12.5％的距离。在第三光反射区段3c3中的各凹槽73具有V形构造，该V形构造带有第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2。第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2选定成使得实现来自两个光源2.1、2.2的入射光的有效反射。在第三光反射区段3c3中，第一凹槽角度αG1的范围是39°至36°，且第二凹槽角度αG2是40°。第一凹槽角度αG1在第三光反射区段3c3的上端3d3和下端3e3之间逐渐变化。最靠近上端3d3布置的第一凹槽具有39°的第一凹槽角度αG1。最靠近下端3e3布置的最后一个凹槽具有36°的第一凹槽角度αG1。在第三光反射区段3c3中的各凹槽73具有在朝下的方向D上沿从上端3d3至下端3e3的第三光反射区段3c3的约为1.1mm的延伸。
如在图8中所示，第四光反射区段3c4包括第四组凹槽74。第四光反射区段3c4从第三光反射区段3c3的下端3e3开始延伸，且沿朝下的方向D朝第一光导向件3的下端3e延伸，并延伸光反射表面3c的总延伸的约12.5％的距离。在第四光反射区段3c4中的各凹槽74具有V形构造，该V形构造带有第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2。第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2选定成使得实现来自两个光源2.1、2.2的入射光的有效反射。在第四光反射区段3c4中，第一凹槽角度αG1的范围是36°至37°，且第二凹槽角度αG2是40°。第一凹槽角度αG1在第四光反射区段3c4的上端3d4和下端3e4之间逐渐变化。最靠近上端3d4布置的第一凹槽具有36°的第一凹槽角度αG1。最靠近下端3e4布置的最后一个凹槽具有37°的第一凹槽角度αG1。在第四光反射区段3c4中的各凹槽74具有在朝下的方向D上沿从上端3d4至下端3e4的第四光反射区段3c4的约为1mm的延伸。
如在图8中所示，第五光反射区段3c5包括第五组凹槽75。第五光反射区段3c5从第四光反射区段3c4的下端3e4开始延伸，且沿朝下的方向D朝第一光导向件3的下端3e延伸，并延伸光反射表面3c的总延伸的约25％的距离。在第五光反射区段3c5中的各凹槽75具有V形构造，该V形构造带有第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2。第一凹槽角度αG1和第二凹槽角度αG2选定成使得实现来自两个光源2.1、2.2的入射光的有效反射。在第五光反射区段3c5中，第一凹槽角度αG1是37°，且第二凹槽角度αG2是40°。在第五光反射区段3c5中的各凹槽75具有在朝下的方向D上沿从上端3d5至下端3e5的第五光反射区段3c5的约为1mm的延伸。第五光反射区段3c5的下端3e5与第一光导向件3的下端3e相对应。
在上面参考图8说明的第一光导向件3的示例实施例中，第一光导向件3由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。如果使用其他材料，则根据所使用的材料的光学特性和折射率，所使用的角度可与已说明的角度不同。
要理解的是，以上说明本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开内容、其应用或其使用。尽管已经在说明书中说明且在附图中示出了特定示例，但是本领域技术人员将理解，可进行各种更改，并且可用等同物替换它们的要素，而不脱离在权利要求中限定的本公开内容的范围。此外，可进行修改，以使具体的情况或材料适应本公开内容的教导，而不脱离其基本范围。因此，本公开内容旨在不限于作为当前用于实施本公开内容的教导而构思出的最佳模式的、通过附图示出和在说明书中说明的具体示例，相反，本公开内容的范围将包括落入前述说明和所附权利要求范围内的任何实施例。在权利要求中提到的附图标记不应当视为限制受权利要求保护的主题的范围，它们的唯一作用是使权利要求更容易理解。
附图标记列表
1 车辆发光系统
2 光源
2a光源中心点
3第一光导向件
3a第一光导向件的第一光输入表面
3b第一光导向件的第一光输出表面
3c第一光导向件的光反射表面
3d第一光导向件的上端
3e第一光导向件的下端
3f第一光导向件的侧表面
3g第一光导向件的粒化结构
4第二光导向件
4a第二光导向件的第二光输入表面
4b第二光导向件的第二光输出表面
4b1第一光发射表面区段
4b2第二光发射表面区段
4c第二光导向件的上表面
4d第二光导向件的下表面
4e第二光导向件的侧表面
5透镜
5a透镜表面
5b透镜侧壁
5c透镜顶部表面的中心点
6a第一棱镜构型
6b第二棱镜构型
7凹槽
7a凹槽上侧
7b凹槽下侧
7c凹槽的外连接点。

Claims (17)

1.一种车辆发光系统(1)，其包括一个或多个光源(2)、第一光导向件(3)和第二光导向件(4)，
其中，所述一个或多个光源(2)布置成将光发射到所述第一光导向件(3)中，所述第一光导向件(3)布置成将来自所述一个或多个光源(2)的入射光发射到所述第二光导向件(4)中，且所述第二光导向件(4)布置成发射来自所述第一光导向件(3)的入射光，
其中，所述第一光导向件(3)布置成将来自所述一个或多个光源(2)的入射光从第一光流方向(X)重新定向至第二光流方向(Y)，并且其中，所述第二光导向件(4)沿所述第二光流方向(Y)布置在所述第一光导向件(3)之后，
其中，所述第一光导向件(3)包括布置成接收来自所述一个或多个光源(2)的入射光的第一光输入表面(3a)、布置成发射通过所述第一光输入表面(3a)从所述一个或多个光源(2)接收的光的第一光输出表面(3b)、和布置成将来自所述第一光输入表面(3a)的入射光在内部朝所述第一光输出表面(3b)反射的光反射表面(3c)，
其中，所述第二光导向件(4)包括布置成接收来自所述第一光导向件(3)的入射光的第二光输入表面(4a)和布置成发射通过所述第二光输入表面(4a)接收的光的第二光输出表面(4b)，
其特征在于，所述第二光输出表面(4b)包括在第一平面(P1)中的第一光发射表面区段(4b1)和在第二平面(P2)中的第二光发射表面区段(4b2)，其中，所述第一平面(P1)和所述第二平面(P2)布置成相对于彼此成第一角度(α)，
其中，所述第一角度(α)在30°<α<180°的范围内，并且
其中，所述第一平面(P1)和所述第二平面(P2)布置成关于公共轴线(A)相对于彼此成所述第一角度(α)，所述公共轴线(A)沿与所述第二光流方向(Y)不平行的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一光输出表面(3b)布置在光输出平面(PO)中，且所述第二光输入表面(4a)布置在光输入平面(PI)中，其中，在所述第一光输出表面(3b)和第二光输入表面(4a)之间形成有间隙(G)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，沿所述第二光流方向Y，所述间隙(G)在所述第一光输出表面(3b)和所述第二光输入表面(4a)之间具有的最小尺寸在0.1-20mm的范围内。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光输出平面(PO)和所述光输入平面(PI)布置成彼此平行或基本上彼此平行。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光输出平面(PO)和所述光输入平面(PI)布置成与所述第二光流方向(Y)垂直或基本上垂直。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一角度(α)在70°<α<160°的范围内。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一角度(α)在110°<α<130°的范围内。
8.根据前述权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一光导向件(3)具有在上端(3d)和下端(3e)之间的锥形横截面构造，其中，所述第一光输出表面(3b)和所述光反射表面(3c)在所述上端(3d)和所述下端(3e)之间延伸，其中，所述第一光输出表面(3b)布置成相对于所述光反射表面(3c)成第二角度(β)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一光输入表面(3a)布置在所述上端(3d)处，并且其中，所述第一光输入表面(3a)布置成相对于所述第一光输出表面(3b)成第三角度(γ)。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述光反射表面(3c)包括多个凹槽(7)，所述凹槽(7)布置成使来自所述一个或多个光源(2)的入射光重新定向，其中，所述凹槽(7)以与所述第一光输入表面(3a)平行或基本上平行的关系布置在所述上端(3d)和所述下端(3e)之间。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，各凹槽(7)具有V形构造，所述V形构造包括第一凹槽角度(αG1)和第二凹槽角度(αG2)。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述光反射表面(3c)包括两个或更多个光反射区段(3c1、3c2……3cN)，其中，在相应的光反射区段中的凹槽(7)具有不同的构造。
13.根据前述权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一光输出表面(3b)的面积比所述第二光输入表面(4a)的面积大。
14.根据前述权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一光输入表面(3a)包括一个或多个透镜(5)，所述一个或多个透镜(5)布置成将从所述一个或多个光源(2)发射的光引导到所述第一光导向件(3)中，其中，所述一个或多个光源(2)中的各个光源与所述一个或多个透镜(5)中的一个透镜配合。
15.根据前述权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一光发射表面区段(4b1)包括第一棱镜构型(6a)，并且其中，所述第二光发射表面区段(4b2)包括第二棱镜构型(6b)，其中，所述第一棱镜构型(6a)和第二棱镜构型(6b)各自布置成引导从所述第二光导向件(4)发射的光。
16.根据前述权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一光导向件(3)沿所述第一光流方向(X)布置在所述一个或多个光源(2)之后。
17.根据前述权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一光输出表面(3b)包括粒化结构(3g)。
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