CN113251342B - 用于车顶的照明组件和用于机动车的车顶 - Google Patents

Abstract

一种用于车顶(103)的照明组件(10)，具有光源(4)和板形的导光元件(1)，该导光元件与光源(4)耦合并且该导光元件设置成用于引导由光源(4)馈入的光线并为车辆内部空间提供预给定的照明。照明组件(10)还具有板形的保持元件(2)，该保持元件与导光元件(1)和光源(4)耦合，并且该保持元件为此而设置。照明组件(10)还具有长形的漫射体元件(5)，该漫射体元件布置在第一导光元件(1)和所述光源(4)之间，并且该漫射体元件设置成用于关于由光源(4)发射的光形成预给定的光散射，使得光源(4)的借助漫射体元件(5)发射的光能以预给定的光散射耦入到导光元件(1)中。

Description

用于车顶的照明组件和用于机动车的车顶

技术领域

本发明涉及一种用于车顶的照明组件，该照明组件适合于提供机动车的车辆内部空间的舒适且有效的照明。本发明还涉及一种具有这种照明组件的用于机动车的车顶。

背景技术

例如，用于照明机动车的车辆内部空间的组件具有带有预给定的通道和开口的基体，这些通道和开口构造成用于装入或穿引发光器件。然后，发光器件例如借助导体电路与电流供给部耦合并且因此能够实现对车辆内部空间的预给定照明。这些认知至少对应于工厂内部对机动车中的照明概念的理解。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种用于车顶的照明组件，该照明组件使得能够对车辆内部空间进行舒适且有效的照明。

该任务通过具有根据本发明的特征的照明组件来解决。在说明书中说明了照明组件的有利的扩展方案。

根据本发明的用于车顶的照明组件具有光源，该光源设置成用于发射具有预给定的光谱特性的光。照明组件还具有板形的导光元件，该导光元件与光源耦合，并且该导光元件设置成用于引导由光源馈入的光并且对车辆内部空间提供预给定的照明。照明组件还具有与导光元件耦合的板形的保持元件。尤其地，保持元件实现为复合板(Verbundscheibe)的与导光元件连接的板外体此外，照明组件具有长形的漫射体元件，该漫射体元件布置在导光元件和光源之间，并且该漫射体元件设置成用于关于由光源发射的光形成预给定的光散射，使得光源的借助漫射体元件发射的光能以预给定的光散射耦入到导光元件中。

借助所说明的照明组件，能实现对机动车的车辆内部空间的有效且低成本的照明，这种有效且低成本的照明可以有助于提高机动车的舒适性。该照明组件具有清楚且节省空间的结构并且例如布置在车顶的底侧，并且能够实现对车辆内部空间的均匀照明。

在下面的说明中，主要结合复合板的板外体来说明根据本发明的照明组件，该板外体代表保持元件的一种特别优选的构型。然而替代地，该保持元件也可以实现为车顶外覆层或用于车顶的顶盖的部件，其在必要时不允许透视。然而，照明组件的所说明的与板外体相关联的特性和特征能类似地转用到一般的板形保持元件上。

与本发明相关联的认知是，例如使用具有多个发光二极管的LED条作为光源是高成本的并且有助于需要相对大安装空间的布置方式。此外，使用这种LED条需要非常精确的定位和相对费事的校准。

与本发明相关联的另一认知是，例如在使用直接与光导体耦合的发光二极管时需要一定的光路长度，以实现所发射的光的红、绿、蓝的光谱分量期望地混合，以便能够调设预给定的光颜色并且能够实现均匀的颜色表现。否则会存在在这种组件的边缘区域中可能观察到未混合的光颜色的风险。为了抵消这种不期望的边缘现象可以使用混合元件，但这些混合元件也会导致照明方案的视野或发射区域减小。

借助所说明的照明组件和有针对性地安装在这里的漫射体元件，可以解决或规避上述困难，并且能够以低成本的方式提供对车辆内部空间的均匀且有效的照明。

根据照明组件的一个扩展方案，漫射体元件关于横向于板形的导光元件的主延伸平面的横截面构造为L形并且与板外体或与保持元件耦合。替代地，漫射体元件也可以构造为柱形或杆形，并且可以具有圆形、椭圆形或矩形的横截面。在此，漫射体元件布置在导光元件的一侧上并且沿着该侧延伸，以便以预给定的散射来耦入光源的光。

根据照明组件的另一扩展方案，L形构造的漫射体元件具有两个彼此邻接的、长形区段，这些区段之一布置在导光元件的底侧，该底侧背离板外体并且关于照明组件在机动车中的安装状态下构成车辆内部空间的内部空间侧。替代地，L形的漫射体元件的一长形区段布置在板外体和导光元件之间。尤其地，照明组件也可以在板外体和导光元件之间具有光学透明的层压层，在该层压层中集成有构型为L形的漫射体元件的一区段。借助所说明的实施方式，可以实现这些部件彼此间的可靠保持并且有助于有利的光散射和内部空间照明。

此外，根据照明组件的另一扩展方案，L形的漫射体元件可以与光源耦合，从而使得长形区段与板外体一起包围光源。以这种方式，光源可以关于横向于导光元件的主延伸平面的横截面例如被三个侧保护性地包围。此外，与例如在漫射体元件为杆形或柱形的情况相比，为要耦入到漫射体元件中的光提供了更大的接触面或耦入面。

此外，根据照明组件的另一扩展方案，漫射体元件可以具有光散射薄膜，该光散射薄膜借助光学透明的粘接层布置在光源的面向导光元件的边缘上。借助该薄膜，可以提供尤其所期望的光散射。粘接层被用于可靠且简单地安置漫射体元件或薄膜，并且尤其关于由光源发射的光的光谱特性被协调地构造。粘接材料或粘接层尤其构型成或选择成使得对光学的光传导没有或仅有轻微的不利影响。粘接层优选清澈或透明地构造并且具有高透光性。粘接层例如连贯地或区段式地布置在漫射体元件和导光元件之间的预给定位置上并且在可靠的导光功能方面被选择。

根据照明组件的另一扩展方案，光源和漫射体元件埋入共同的壳体中。该壳体可以包围或围住这两个部件并且设置可靠的保持和特别稳定的配置，其中，光源和漫射体元件夹层式地被夹入。例如，保持元件可以构成壳体的板形上部件并且与板形下部件共同作用。此外，在壳体中可以设置有开口，导光元件的一区段延伸到该开口中直至漫射体元件。照明组件的这种构型对于由薄膜制成的导光元件来说具有以下优点：导光的薄膜可以关于光源和漫射体元件对中地布置并因此能实现光尽可能多地耦入到薄膜中。

根据照明组件的另一扩展方案，漫射体元件设置成使得该漫射体元件将由光源发射的光大部分线形地或高度椭圆形地(hochelliptisch)散射到对应于导光元件的主延伸平面的平面中。线形或高度椭圆形的光散射是有利的，因为与卵形或圆形的光散射(其中可能更靠外的光分量没有或仅部分地耦入到导光元件中)相比减少了由于不受控的散射而引起的光损失。在此，高度椭圆形的光散射表示一种光分布，在这种光分布中，主轴或副轴构造成明显大于相应另一轴。换句话说，高度椭圆形的光散射具有数值偏心率大于0且接近于1的椭圆横截面。因此，高度椭圆形的光分布近似于沿着一条线或在一平面内的线形光分布。

根据照明组件的另一扩展方案，漫射体元件在背离光源并且面向导光元件的表面上具有微结构，该微结构作为微结构化的涂层被施加和/或该微结构借助注塑来构造。以这种方式可以设置受控的线形或高度椭圆形的光散射。微结构实现了有序的结构并且可以在漫射体元件的表面上构造为压印部或涂层。替代地，漫射体元件可以在注塑工艺的范畴内构造为具有预给定的微结构的塑料成型件。

根据照明组件的另一扩展方案，漫射体元件在背离光源且面向导光元件的表面上具有以阵列形式布置的多个菲涅尔棱镜。有针对性地布置这种光散射的菲涅尔元件使得能够沿着导光元件形成高度椭圆形的光分布。这种光散射的棱镜例如具有在微米到毫米范围内的尺寸并且预给定地放置在散射元件的面向导光元件的一侧上。

根据照明组件的另一扩展方案，漫射体元件具有多个散射颗粒，这些散射颗粒集成在漫射体元件中和/或布置在漫射体元件的背离光源且面向导光元件的表面上。受控地引入和/或施加散射颗粒可以被称为无序结构化，并且例如形成漫射体元件的粗糙表面，该粗糙表面引起更圆周形(zirkular)的光分布。例如，散射颗粒由聚合物和/或金属氧化物制成或具有这种材料。漫射体元件例如由塑料、例如丙烯酸玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或者聚碳酸酯(PC)制成或具有这种材料。散射颗粒的材料或材料组合优选具有与漫射体元件的材料不同的折射率。

根据照明组件的另一扩展方案，导光元件和/或板外体由无机玻璃和/或聚合物玻璃制成或具有这种材料。导光元件例如构造为薄玻璃板，光源的光借助漫射体元件散射地耦入到该薄玻璃板中。导光元件也可以构造为导光的薄膜。导光的薄膜尤其构造得比玻璃板更薄或更窄，使得与可能的构型相比产生明显的厚度差。例如，玻璃板具有1mm至2mm的厚度，而导光的薄膜例如关于横向于平面的主延伸平面的厚度具有最大为500μm的尺寸。因此，可以实现特别扁且节省空间的照明组件。

根据照明组件的另一扩展方案，光源与漫射体元件的背离光源且面向导光元件的表面之间的间距具有在0mm(含本数)和10mm(含本数)之间的值。尤其地，该间距对应于漫射体元件的宽度。越大的间距对应于漫射体元件的越强的散射作用和更好的有效性。

借助在光源和导光元件之间有针对性地引入的漫射体元件可以设置光散射部，该光散射部对机动车的内部空间照明产生有利的影响。尤其地，借助漫射体元件可以实现馈入到导光元件的光的相对大的散射角，使得需要明显更少的LED数量并且这些LED可以彼此间隔更远地放置。这对照明组件的待施加的成本和装配产生有利的影响。

此外，借助漫射体元件提供的光散射也对不同的光谱分量的光混合产生有利的影响。因此，可以节省附加的混合部件，或者这种附加的混合部件至少可以明显更窄和更节省空间地构造。这还使得能够构成用于内部空间照明的照明组件的增大的视野或照明区域。此外，也能借助所说明的照明组件来减少不期望的边缘效应、例如未混合的颜色过渡。

照明组件能够以沿着导光元件均匀分布的亮度来实现均匀的彩色图像，从而能够调设具有使车辆乘员感到舒适和愉快的印象的车辆内部照明。尤其地，通过形成线形或高度椭圆形的光分布，可以借助照明组件设置有效的内部空间照明，其中，由于导光元件边缘处的强度降低而将光损失保持较小。

根据本发明的用于机动车的车顶具有前面所说明的照明组件的构型，该照明组件集成或布置在车顶上或与车顶的车身耦合。由于车顶具有前面所说明的照明组件的构型，照明组件的特征和特性对于相对应的车顶而言也是公开的，反之亦然。

附图说明

下面参照示意图详细阐明本发明的实施例。附图示出：

图1车顶的立体图，

图2-6用于车顶的照明组件的各种实施例，

图7照明组件的光分布的示意图，和

图8-13用于车顶的照明组件的另外的实施例。

相同结构或功能的元件跨附图地用相同的附图标记来表示。出于清楚的原因，可能不是所有示出的元件在所有附图中都标注有附图标记。

具体实施方式

图1以立体图示意性地示出机动车100的车顶103，该车顶具有带有车顶玻璃的顶盖105，该车顶玻璃例如实现了相对于车顶103不可运动的固定玻璃元件。替代地，顶盖105构造成相对于车顶103可运动，以选择性地释放和封闭车顶103中的车顶开口。车顶玻璃尤其具有复合玻璃板。

机动车100还具有照明组件10，该照明组件与车顶103耦合，并且该照明组件配属于车辆内部空间，以在需要时照明该车辆内部空间。如根据下面的图2至7所阐述的那样，借助照明组件10能实现对机动车100的车辆内部空间的有效且低成本的照明，这种有效且低成本的照明有助于提高机动车100的舒适性。

图2至6以示意性截面示出照明组件10的各种实施例。图2至6例如示出根据图1的机动车100沿导光元件1的主延伸平面的方向从前方或后方看的视图。照明组件10具有光源4，该光源设置成用于发射具有预给定光谱特性的光。照明组件10还具有板形的导光元件1，该导光元件与光源4耦合，并且该导光元件设置成用于引导由光源4馈入的光并且提供对车辆内部空间的预给定照明。照明组件10还具有板形的板外体2，该板外体与导光元件1耦合并且与光源4耦合。板外体2还可以用作用于光源4和/或照明组件10的其他部件的保持元件。此外，照明组件10具有长形的漫射体元件5，该漫射体元件布置在导光元件1和光源4之间，并且该漫射体元件设置成用于关于由光源4发射的光形成预给定的光散射，使得光源4的借助漫射体元件5发射的光能以预给定的光散射耦入到导光元件1中。

根据图2和6，漫射体元件5例如构造为沿着导光元件1的一侧延伸的长方体形杆。根据图3至5，漫射体元件5关于分别示出的横截面构造为L形。漫射体元件5优选直接布置在光源4和导光元件1上。

照明组件10还具有透明的层压层3，该层压层将板外体2与导光元件1耦合。导光元件1、板外体2和位于它们之间的层压层3构成复合板，根据照明组件10的结构，该复合板能够有效地有助于机动车100的舒适的内部空间照明。

例如，导光元件1和板外体2由无机玻璃或聚合物玻璃制成或者具有这种材料。导光元件1尤其可以构造为薄的导光的聚合物薄膜或塑料薄膜并且仅具有500μm或更小的厚度。替代地，导光元件1例如构型为具有1mm～2mm的厚度的薄玻璃板。

例如，透明的层压层3由聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、热塑性材料如热塑性聚氨酯(TPU)或光学透明的压敏粘合剂(PSA，pressure sensitive adhesive)制成，或者具有这些材料中的一种或多种。

根据图2，在漫射体元件5和导光元件1的边缘6之间布置有光学透明的粘接层11，该粘接层尤其形成这些组件彼此的可靠粘附。例如，漫射体元件5可以具有结构化的薄膜13，该薄膜使得能够实现预给定的光散射，并且该薄膜安置在漫射体元件5的表面54上并且借助粘接层11紧固在漫射体元件5上(参见图8)。漫射体元件5还可以利用另外的粘接层7紧固在板外体2和/或导光元件1上(参见图3和9)。

漫射体元件5的表面54面向导光元件1。相应地，漫射体元件5的对置表面53面向光源4。在表面53和54之间设置预给定的宽度B，该宽度优选具有直至10mm的值。

漫射体元件5可以具有微结构化的涂层，该涂层施加在漫射体元件5的表面54上并提供预给定的光散射。尤其地，以这种方式可以实现线形或高度椭圆形的光散射，这种线形或高度椭圆形的光散射可以有效地耦入到导光元件1中。图7示意性地示出，借助漫射体元件5可以从锥形光源中实现高度椭圆形的光散射。

替代地或附加地，漫射体元件5可以具有微结构化的表面结构12(参见图9至13)，该表面结构例如在注塑工艺的范畴内在制造漫射体元件5时已形成。替代地，可以以激光结构化的方式构造所期望的表面结构。漫射体元件5也可以具有带有菲涅尔棱镜的阵列和/或具有引入或施加的散射颗粒，它们形成受控的光散射。

如果漫射体元件5关于其横截面构造为L形，则长形的区段52可以延伸到层压层3中并且至少部分地布置在板外体2和导光元件1之间(参见图4)。因此，漫射体元件5稳定且可靠地固定。替代地，长形的区段52可以布置在导光元件1的底侧8上并且形成对导光元件1的附加保持(参见图3)。在此，导光元件1的底侧8形成在照明组件10已安装状态下面向机动车100的车辆内部空间的一侧。

此外，L形的漫射体元件5可以定向成使得该漫射体元件以其长形的区段51和52包围光源4(参见图5)。以这种方式，可以在与板外体2的共同作用下设置对光源4的保护和可靠保持。

图6示出照明组件10的另一可能的实施方式，其中，漫射体元件5与光源4一起布置在壳体9中或者夹层式地埋入壳体。优选地，壳体9具有缝形或间隙形的开口，导光元件1的边缘6延伸到该开口中。以这种方式，导光元件1、尤其是构型为导光的薄膜元件的导光元件可以被简单且可靠地定位和校准，以便能够实现有利的光耦合并且有助于有效的内部空间照明。

图8至13示出照明组件10的另外的实施方式。例如，如图8中所示出的那样，照明组件10具有导光的薄膜元件13，该薄膜元件布置在透明的粘接层11和导光元件1之间并且有助于散射的光耦入。根据另外的附图9至13，照明组件10的漫射体元件5在表面54上具有微结构，该微结构实现了用于散射的光耦入的优选构型。

照明组件10的所说明的构型可以分别有助于内部空间照明的均匀的光分布和亮度分布。图7示意性地示出，借助照明组件10，由所提供的、具有多个发光二极管的LED条所引起的光分布20可以实现优选为线形或高度椭圆形的光分布21，该光分布可以在板形的导光元件1的主延伸平面内传播。

在短的距离上就已经实现了照明的颜色混合，从而能实现照明的特别均匀的颜色分布。此外，可以形成照明组件10的特别扁的结构，并且这例如有助于在照明组件10的边缘区域中不出现或至少减少光的没有混合的颜色分量。因此，有助于通过照明组件10所提供的照明的有利的整体感知。所说明的照明组件具有清晰且可简单调设的结构并且能低成本地实现。

附图标记列表

1 导光元件/导光板

2 保持元件/板外体

3 层合层

4 光源

5 漫射体元件

51 漫射体元件的第一长形区段

52 漫射体元件的第二长形区段

53 漫射体元件的表面

54 漫射体元件的表面

6 导光元件的边缘

7 粘接层

8 导光元件的底侧

9 壳体

10 组件

11 透明的粘接层

12 漫射体元件的微结构

13 漫射体元件的薄膜元件

20 LED条的光分布

21 高度椭圆形的光分布

100 机动车

103 车顶

105 车顶玻璃

B 光源与漫射体元件的表面54上的漫射体微结构/薄膜之间的漫射体元件宽度。

Claims (15)

1.一种用于车顶(103)的照明组件(10)，具有：

-光源(4)，该光源设置成用于发射具有预给定的光谱特性的光；

-板形的导光元件(1)，该导光元件与所述光源(4)耦合，并且该导光元件设置成用于引导由所述光源(4)馈入的光并且用于为车辆内部空间提供预给定的照明；

-板形的保持元件(2)，该保持元件与所述导光元件(1)和所述光源(4)耦合；以及

-长形的漫射体元件(5)，该漫射体元件布置在所述导光元件(1)和所述光源(4)之间，并且该漫射体元件设置成用于关于由所述光源(4)发射的光形成预给定的光散射，使得所述光源(4)的借助所述漫射体元件(5)发射的光能以预给定的光散射耦入到所述导光元件(1)中，其中，所述保持元件(2)构造为板外体，所述漫射体元件(5)与所述板外体连接。

2.根据权利要求1所述的照明组件(10)，其中，所述漫射体元件(5)借助粘接安置在所述板外体(2)上。

3.根据权利要求1或2所述的照明组件(10)，其中，所述漫射体元件(5)关于横向于所述导光元件(1)的主延伸平面的横截面构造为L形。

4.根据权利要求3所述的照明组件(10)，其中，L形的漫射体元件(5)的一长形区段(51)布置在所述导光元件(1)的背离所述保持元件(2)的底侧(8)上。

5.根据权利要求3所述的照明组件(10)，其中，L形的漫射体元件(5)的一长形区段(52)布置在所述保持元件(2)和所述导光元件(1)之间。

6.根据权利要求5所述的照明组件(10)，其中，在所述保持元件(2)和所述导光元件(1)之间布置有层压层(3)，并且所述L形的漫射体元件(5)的长形区段(52)集成在所述层压层(3)中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的照明组件(10)，其中，所述光源(4)和所述漫射体元件(5)布置在壳体(9)中，并且所述漫射体元件(5)与所述导光元件(1)接触，其中，所述导光元件(1)构造为导光的薄膜并且具有500μm或更小的厚度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的照明组件(10)，其中，所述漫射体元件(5)具有光散射薄膜(13)，该光散射薄膜借助光学透明的粘接层(7)布置在所述导光元件(1)的面向所述光源(4)的边缘(6)上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的照明组件(10)，其中，所述漫射体元件(5)设置成使得该漫射体元件将由所述光源(4)发射的光大部分线形地或高度椭圆形地散射到对应于所述导光元件(1)的主延伸平面的平面中。

10.根据权利要求9所述的照明组件(10)，其中，所述漫射体元件(5)在背离所述光源(4)且面向所述导光元件(1)的表面(54)上具有微结构(12)，该微结构作为微结构化的涂层被施加和/或该微结构借助注塑来形成。

11.根据权利要求9或10所述的照明组件(10)，其中，所述漫射体元件(5)在背离所述光源(4)且面向所述导光元件(1)的表面(54)上具有以阵列形式布置的多个菲涅尔棱镜。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的照明组件(10)，其中，所述漫射体元件(5)具有多个散射颗粒，所述散射颗粒集成在所述漫射体元件(5)中和/或布置在所述漫射体元件(5)的背离所述光源(4)且面向所述导光元件(1)的表面(54)上。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的照明组件(10)，其中，所述导光元件(1)和/或所述保持元件(2)具有无机玻璃和/或聚合物玻璃。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的照明组件(10)，其中，所述漫射体元件(5)的关于所述光源(4)和所述导光元件(1)之间的延展部的宽度(B)具有直至且包含10mm的值。

15.一种用于机动车(100)的车顶(103)，具有：

根据权利要求1至14中任一项所述的照明组件(10)，所述照明组件与车顶(103)的车身耦合。