CN116710324A - 用于车辆方向盘的照明装置和车辆方向盘 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆方向盘轮缘(10)的照明装置(100)，该照明装置包括：●至少两个光源(120)，●光漫射器(130)，该光漫射器包括收集面(131)和漫射面(132)，该漫射面布置成当照明装置(100)集成在轮缘(10)中时将光源(120)发射的光透射到车辆的乘员，其特征在于，收集面(131)包括相对于光源(120)定位的至少两个突起(133)，使得由漫射面(132)透射的光是均匀的。

Description

用于车辆方向盘的照明装置和车辆方向盘
技术领域
本发明整体涉及一种安装在机动车辆的方向盘轮缘中的照明装置。
背景技术
安装在方向盘轮缘中的照明装置在现有技术中是已知的。文献WO2019048538A1公开了此类照明装置。另一方面，现有技术的该系统可能具有将不均匀光透射到车辆的乘员的缺点。
此外，文献WO2020064590公开了一种用于车辆内部照明的光学系统，该光学系统包括设置有光源32的灯箱14，这些光源集成到形成在壁14中的孔口中。壁14用作光源32的光反射表面。另一方面，现有技术的该系统具有将不均匀光透射到车辆的乘员的缺点。
发明内容
本发明的一个目的是解决上述现有技术的缺点，并且特别地，首先提出一种用于方向盘轮缘的照明装置，该照明装置允许将均匀光透射到车辆的乘员。
因此，本发明的第一方面涉及一种用于车辆方向盘的照明装置，该照明装置包括：
●至少两个光源，
●光漫射器，该光漫射器包括收集面和漫射面，该漫射面被布置成当照明装置集成在轮缘中时将光源发射的光透射到车辆的乘员，
其特征在于，收集面包括相对于光源定位的至少两个突起，使得由漫射面透射的光是均匀的。
因此，突起和光源的相对布置使得可以获得由漫射面透射的均匀的光。
根据一个实施方案，突起可以与光源相对放置。优选地，突起的数量至少等于光源的数量，并且每个光源与突起相对放置。该实施方案使得可以以简单且廉价的方式透射均匀光。这是因为突起可以使得能够局部改变漫射器的透射系数，并且因此可以补偿到达与光源相对的收集面上的光的过度强度。
根据一个实施方案，照明装置还可以包括位于光源与收集面之间的光导，该光导包括设置有至少两个不同光学部分的输入表面，突起也相对于光学部分布置，使得由漫射面透射的光是均匀的。
该实施方案使得可以制造更复杂的照明装置，例如使得可以将其容纳在狭窄的空间中，特别是更薄的空间中。例如，光导可以被布置成产生光源发射的光的若干内反射。此外，光导可以使得能够确保通过光导内的全内反射将通量从光源路由到收集面，并且避免本照明装置的机械环境中的光损失。
另选地，它们之间的光源以及光源和收集面被自由或空的空间分开，没有可以吸收或改变光源发射的光的任何壁或任何元件。此类自由或空的空间有助于由漫射面透射的光是均匀的，并且简化了照明装置的构造。
根据一个实施方案，漫射面可以包括高亮度区域和低亮度区域，低亮度区域的平均亮度为高亮度区域的平均亮度的至少66％，优选至少74％。此类参数使得可以获得均匀光。应当注意，根据可以由对数近似的定律，人眼对亮度具有非线性感知。此类变化可以允许漫射面的均匀视觉呈现。
根据一个实施方案，照明装置还可以包括支撑件，并且光源例如根据第一间距规则地布置在所述支撑件上。这使得可以简化根据本发明的照明装置的设计和制造，同时允许漫射面透射均匀光。支撑件例如是印刷电路。
根据一个实施方案，突起可以例如根据等于第一间距或等于第一间距的分数的第二间距规则地布置在所述收集面上。这使得可以进一步简化根据本发明的照明装置的设计和制造，同时允许漫射面透射均匀光。例如，突起的数量等于光源的数量或者是光源的数量的倍数。
根据一个实施方案，多个光源可以相对于收集面固定。例如，支撑件是固定的，或者相对于光漫射器是固定的。
根据一个实施方案，突起可各自限定收集面的凸面。此类突起形状易于制造，并且使得可以以最佳方式获得均匀光。
根据一个实施方案，收集面可以在每个突起之间限定一个凹部或凹面。收集面于是可以具有规则波动的最佳形状，例如正弦曲线轮廓，这进一步有助于获得均匀光。有利地，在每个突起之间仅存在一个凹部或凹面。
根据一个实施方案，照明装置还可以包括限定凹槽的壳体，并且光漫射器被布置成使得漫射面被布置在凹槽中或穿过该凹槽，并且收集面被布置在壳体内部。这可以允许将本照明装置可靠且美观地安装在方向盘轮缘中。
根据一个实施方案，若干光源布置在凹槽中，例如两个、五个或更多个。
根据一个实施方案，所有突起布置在凹槽内，优选地整体布置在凹槽内。因此，该装置更紧凑并且具有更少的光损失。
根据一个实施方案，光源包括被布置成发射光的发射表面，并且发射表面被布置在凹槽中。这确保了所有发射的光将透射到光漫射器。
根据一个实施方案，照明装置还可以包括位于漫射面周围的屏幕。一旦集成到方向盘轮缘中，这可以使得能够改善本照明装置的美观性。
上述实施方案可以完全或部分地组合。
本发明的第二方面涉及一种车辆方向盘，该车辆方向盘包括根据本发明第一方面的照明装置。
本发明的第三方面涉及一种机动车辆，该机动车辆包括根据本发明第一方面的照明装置和/或根据本发明第二方面的车辆方向盘。
附图说明
通过阅读下文对本发明的实施方案的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得更加显而易见，本发明的实施方案以举例的方式提供，但不以任何方式限制于此，并通过附图进行了说明，其中：
[图1]示出了在轮缘中包括照明装置的方向盘的正视图；
[图2]以平面示出了照明装置的一部分的侧视图；
[图3]示出了照明装置的局部底视图；
[图4]示出了具有光源的照明装置处的轮缘的横截面，该光源布置成将光穿过照明装置的细长开口或凹槽开口朝向车辆的乘员漫射。
[图5]示出了不包括突起的照明装置的漫射面的亮度的变化(曲线A)和根据本发明的一个实施方案的照明装置(其在光导的收集面上包括突起)的漫射面的亮度的变化(曲线B)。
具体实施方式
本发明涉及用于漫射均匀光的照明装置。优选地，此类照明装置在运输领域中使用，例如以集成到车辆的控制元件(诸如把手、方向盘或操纵杆)中的方式使用。
图1示出了车辆方向盘的视图，该车辆方向盘通常包括轮缘10，该轮缘通过多个分支30连接到轮毂20。轮缘10例如在上部位置(也称为“12点钟”位置)配备有照明装置100。
该照明装置100可以具有外部显示壁，该外部显示壁沿着轮缘在大约30°至40°的角度扇区上延伸，但是可以提供更大或更小的角度范围，例如高达180°或甚至更大。
图2示出了照明装置100的一部分的侧视图。如图2中可见，该照明装置可以是线性的，或者可以采用由该照明装置集成到的车辆元件(诸如图1的方向盘)所施加的任何形状。
照明装置100包括接收至少两个光源120并且优选地接收多个光源120的印刷电路板110或PCB。如本领域技术人员所知，这些光源优选是可以产生可见光(例如白光)的发光二极管或LED。印刷电路板110可以平行于光漫射器130，例如平行于漫射面132。
这些光源120可以各自具有相同的功率，即在可见光谱中产生相同的辉度或相同的光通量。它们可以规则地布置在印刷电路板110上，即根据第一间距布置。该第一间距可以根据光源的功率、照明装置的期望亮度以及光导的存在或不存在来选择。例如，第一间距为5mm至30mm，优选6mm至25mm，甚至更优选8mm至20mm，更优选10mm至15mm，例如13mm或14mm。此外，光源优选地彼此相对，即它们不被放置在井中或者被限制它们之间的光透射的壁或其他元件分开。
在图2中，光漫射器130位于光源120上方，即在光透射方向上的下游。光漫射器130包括光收集面131和漫射面132，该光收集面该被布置成接收由光源120发射的光，该漫射面被布置成将光源120发射的光透射到车辆的乘员。
光漫射器由半透明材料(诸如玻璃、聚酰胺或聚碳酸酯)制成，并且优选地是均匀的，即其在材料的每个点处或者至少在收集面131与漫射面132之间的相交平面中具有相同的光学特性。其优选地由单个部件和/或固体制成，即没有真空、中空或内部空腔，并且被设置成供光源的光穿过。这使得可以改善沿着漫射面的光的均匀性和/或连续性。
优选地，收集面131在每个点处也具有相同的光学特性，特别是均匀或恒定的折射率。漫射面132还可以具有均匀的光学特性。例如，根据ISO 13468所测得，漫射器的半透明材料在2.0mm下厚具有大于90％的雾度值。
收集面131包括至少两个突起133并且优选地包括多个突起133。突起133可以具有任何合适的形状，可选地为截头的，例如金字塔形、圆锥形、齿形、沙丘形、波浪形或甚至“三角巧克力(Toblerone)”形。突起133可以被布置成使得光源120的光待穿过的光漫射器130的材料的厚度与在收集面131的每个点处接收的光量成比例。
在图2的图中，突起具有波浪形状，即，具有凸面形状，并且每个突起被作为凹面的凹部134分开。每个突起133相对于凹部134的高度可以是恒定的。例如，对于在2.0mm厚度下具有50％的透射率的乳状外观材料，该高度可以是0.5mm至5.0mm，优选1.0mm至3.0mm，甚至更优选1.5mm至2.5mm，并且例如2.0mm。对于在2.0mm厚度下透射率在5％和20％之间，优选在8％和15％之间的深色外观漫射器，突起的高度可以是从0.1mm至1.0mm，优选从0.2mm至0.5mm。
突起133通常相对于光源布置，使得由漫射面透射的光是均匀的。例如，漫射面包括高亮度区域和低亮度区域，低亮度区域的平均亮度为高亮度区域的平均亮度的至少66％，优选至少74％，甚至更优选82％。
亮度可以被定义为在给定方向上在每单位面积和每单位立体角上穿过或透射进入表面元件的可见光的功率。因此，其可以是在漫射面132的每单位面积上并且以给定角度(例如90°，即与所述表面正交)穿过该漫射面的光功率。
这些高亮度区域和低亮度区域可以通过模拟来确定，或者通过利用亮度测量装置(即本领域技术人员已知的亮度计或光斑计)的直接测量来确定。
突起133可以规则地布置在收集面131上，即根据第二间距布置。该第二间距可以等于第一间距，如图2中所示，或者是第一间距的分数，例如1/2、1/3、1/4或甚至1/5，特别是在光导位于光源120和突起133之间并且该光导导致冲击收集面131的光的分布不同的情况下。
收集面131可以平均地平行于印刷电路板110，即不考虑突起133。换句话说，光源和面对光源的突起之间的自由长度可以是恒定的。该自由长度可以根据轮缘的尺寸或直径以及光源的性质来选择。该自由长度可以是1.0mm至10.0mm，优选2.0mm至8.0mm，甚至更优选3.0mm至7.0mm，并且最优选4.0mm至7.0mm，例如4.0mm、4.5mm或5.0mm。
在图2的实施方案中，突起133被放置成与光源120相对或面向这些光源。在突起133的数量大于光源120的数量的情况下，突起的至少一部分可以被放置成与光源120相对或面向这些光源。例如，光源120和突起133可以在方向盘的轮缘10的半径上对准。
因此，突起133可以限定与光源120对齐的最大厚度，并且凹部134可以限定与两个光源120之间的间隙相对的(即在接收最少光的区域中的)最小厚度。突起133之间的厚度也可以基于光源120发射的光的强度来调节。在所示的实施方案中，所有突起133是相同的，因为所有光源120是相同的。不同的突起133可以布置成与具有不同光强度的光源相对，然后每个突起的形状和/或高度可以适于每个光源120发射的光。
更一般地，光源120可以生成高辉度区域和低辉度区域，低辉度区域中的光通量小于高辉度区域中的光通量。因此，光源可以在收集面131上产生高亮度区域和低亮度区域。例如，高亮度区域具有比收集面131的平均亮度大至少10％的亮度。
突起133可以布置在这些高辉度区域中，即占据收集面131的高亮度区域。突起之间的空间(如凹部134或凹面)然后可以被布置在具有低辉度的区域中，即占据收集面131的低亮度区域。
另选地或组合地，例如在不存在光漫射器130的情况下，可以在测量平面(如光源120与收集面131之间的中间平面)中测量亮度。优选地，测量平面垂直于方向盘的旋转轴线，并且亮度计可以定位成避免或限制透视缺陷。亮度计的焦点可以放在测量平面上。
图3对应于照明装置100的局部底视图。该视图示出了其弯曲形状，该弯曲形状被布置成集成到图1的车辆方向盘中。图3中仅示出了光源120和光收集器130，以便示出收集面131的正弦曲线轮廓。外围侧向部分135定位在光收集器130的中部，以便允许其定位和组装在照明装置100内，特别是在后续附图中示出的屏幕160中。
图4对应于设置有图3的照明装置100的图1的方向盘的轮缘10的截面图。根据图4，设置有光源120的印刷电路板110布置在盖140和限定凹槽151的壳体150之间。在另选实施方案中，印刷电路板110可以用作盖，从而节省空间。
光漫射器130的漫射面132可以具有小于收集面131的尺寸，例如宽度(如图4中可见)和/或面积。例如，漫射面132的宽度占收集面131的宽度的至多85％，例如至多75％。此外，漫射面132的宽度可以占收集面131的宽度的至少30％，优选至少50％，并且甚至更优选至少60％。由于光的更好的集中，此类较低的宽度有助于通过漫射面132透射具有高亮度的均匀光。
因此，光漫射器130的最大尺寸可以表示光漫射器130、收集面131和/或漫射面132的长度，垂直于该尺寸的尺寸可以表示宽度和收集面131与漫射面132之间的距离，并且可以表示光漫射器130的高度或深度。
光漫射器130放置在凹槽151中，收集面131朝向壳体150的内部取向，并且漫射面132朝向壳体150的外部取向，即当方向盘安装在车辆中时朝向车辆的内部取向。凹槽151优选地在收集面131和光源120之间具有自由空间，除了凹槽151的壁之外没有可以限制光的漫射的壁或元件。因此，凹槽(或通道)151，特别是凹槽(或通道)151的壁的整体可以参与光的引导。有利地，凹槽151的壁具有反射表面，该反射表面通常具有光学级，诸如具有大于80％的反射系数的白色材料，例如聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)类型的塑料材料。
可选的屏幕160也可以被布置在凹槽151中或该凹槽上，例如在光漫射器130的任一侧上。例如，屏幕可以放置在凹槽151和壳体150的两个平行凹槽152之间和/或部分地容纳在平行凹槽152中。如图3中可见，这两个平行凹槽152可以在凹槽151的末端之外结合在一起。屏幕160可具有中央凹槽，从而允许漫射面132从外部直接可见。例如，漫射面132可以与屏幕160齐平或者可以突出超过该屏幕。
光漫射器130可以被阻挡在限定凹槽151的壳体150的端部和屏幕160之间，以便简化组装。例如，屏幕160被胶合到平行凹槽152中和/或被部分容纳在这些平行凹槽152中的方向盘的表皮或皮革阻挡。
光漫射器130还可以具有在图3中可见的外围侧向部分135或独立侧向部分，其例如在光漫射器130的中间高度处沿着光漫射器的宽度延伸。该侧向部分135可以具有内部面，即，朝向光源120取向，使得可以例如在凹槽151的壁上邻接壳体150。
此外，侧向部分135可以具有上部面，即在与光源120相反的方向上取向的面，使得可以定位或包覆成型屏幕160。换句话说，该侧向部分可以比漫射面132更宽，一旦组装，该侧向部分优选地被屏幕160遮蔽。因此，光漫射器130的侧向部分135允许在照明装置100内容易地定位和组装光漫射器130。特别地，如果屏幕160被包覆成型，则对于光的漫射不是必需的该侧向部分135可以用作包覆成型模具中的接触表面，而没有接触标记产生光漫射缺陷。
在操作中，光源发射的光被透射到收集面131上。光的第一部分在突起133处穿过光漫射器130，并且然后具有在光漫射器130内待行进的一定距离。光的第二部分在凹部134处穿过光漫射器，并且然后由于不存在突起而具有较小距离待行进穿过光漫射器130。
光的第一部分将比光的第二部分被更多地吸收，这可以补偿在收集面131上产生的高亮度区域和低亮度区域，使得由漫射面132透射的光是均匀的。
图5示出在类似于图2或图3的照明装置的两个照明装置的漫射面上获得的亮度，每个照明装置包括规则布置的十个光源。曲线A表示利用没有任何突起(即具有平坦的收集面)的光漫射器获得的亮度变化。曲线B表示利用根据本发明的一个实施方案(即，设置有与光源相对定位的突起)的光漫射器获得的亮度变化。
对于这两种照明装置，对应的光漫射器由整体着色的聚碳酸酯制成，以获得深色外观，并且光源是在20mA的强度下工作的LRTB GVSG类型的发光二极管。它们的光强度在红色光谱中为500mcd至1000mcd，在纯绿色光谱中为1250mcd至2010mcd，在蓝色光谱中为180mcd至560mcd。两个光源之间的间距为13.3mm，光源和面向该光源的突起之间的自由长度为4.5mm，并且突起相对于光漫射器的凹部的高度为1.8mm。
从图5可以明显看出，根据本发明获得的亮度变化(曲线B)比没有突起的比较照明装置获得的亮度变化(曲线A)更受限。因此，根据本发明的照明装置使得可能获得为高亮度区域(曲线B的峰)的平均亮度的至少74％的低亮度区域(曲线B的谷)的平均亮度。根据该实施方案的照明装置允许均匀光透射到车辆的乘员。
在未示出的实施方案中，光导可以放置在收集面131和光源120之间。该光导可以容纳在突起133和光源120之间的自由长度中。其可以采取任何合适的形式，并且例如包括设置有不同光学部分的入光表面，这些不同光学部分例如布置成与光源120相对或接触。
在这种情况下，突起133也可以相对于不同的光学部分布置。分立的光学部分可以规则地布置，例如根据等于光源的第一间距的第三间距布置。光学部分还可以包括分散图案，诸如凹槽和/或底漆。光导可以具有所有光学部分共用的输出表面，例如平行于光漫射器的收集面或至少与光漫射器的收集面相对。
更一般地，光导可以有助于在输出表面和收集面131之间产生附加的高辉度区域，即收集面131上的其他高亮度区域。然后可以在这些附加的高亮度区域中布置附加的突起。另选地或组合地，光漫射器可以修改收集面131上的高亮度区域，并且然后突起133的位置可以被相应地修改。
光导可以包括若干偏转表面，使得可以在光导内部产生光的若干反射，以便在光导的输入表面与光漫射器的收集面之间产生光的主方向的变化。
以此方式，光源可以不被放置在平行于漫射面的平面中，这可以有助于创建更紧凑的照明装置。另外，光导可以被布置成产生其他光学效果，诸如光的集中或散射。
应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可对本说明书中描述的本发明的不同实施方案进行对本领域技术人员而言显而易见的各种修改和/或改进。
例如，壳体150和屏幕160可采用任何合适的形状。此外，显示器可以布置在漫射面132上方，并且来自光源的光随后透射通过该显示器。漫射面132也可以采用任何合适的形状，例如可以是平坦的、雉堞状的或者甚至是半圆形的。

Claims (12)

1.一种用于车辆方向盘轮缘(10)的照明装置(100)，所述照明装置包括：
●至少两个光源(120)，
●光漫射器(130)，所述光漫射器包括收集面(131)和漫射面(132)，所述漫射面布置成当所述照明装置(100)集成在所述轮缘(10)中时将所述光源(120)发射的光透射到车辆的乘员，
其特征在于，所述收集面(131)包括相对于所述光源(120)定位的至少两个突起(133)，使得由所述漫射面(132)透射的光是均匀的。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述突起(133)与所述光源(120)相对放置。
3.根据权利要求1所述的照明装置，所述照明装置进一步包括位于所述光源与所述收集面之间的光导，所述光导包括设置有至少两个不同光学部分的输入表面，所述突起也相对于所述光学部分布置，使得由所述漫射面透射的所述光是均匀的。
4.根据权利要求1至4中的一项所述的照明装置(100)，其中所述漫射面(132)包括高亮度区域和低亮度区域，所述低亮度区域的平均亮度为所述高亮度区域的平均亮度的至少66％，优选至少74％。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的照明装置(100)，所述照明装置进一步包括支撑件，并且其中所述光源(120)根据第一间距规则地布置在所述支撑件上。
6.根据权利要求5所述的照明装置(100)，其中所述突起(133)根据等于所述第一间距或等于所述第一间距的分数的第二间距规则地布置在所述收集面(131)上。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的照明装置(100)，其中所述突起(133)各自限定所述收集面(131)的凸面。
8.根据权利要求1至7中的一项所述的照明装置(100)，其中所述收集面(131)在每个突起(133)之间限定凹部(134)或凹面。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的照明装置(100)，所述照明装置进一步包括限定凹槽(151)的壳体(150)，并且其中所述光漫射器(130)被布置成使得所述漫射面(132)被布置在所述凹槽(151)中或穿过所述凹槽，并且所述收集面(131)被布置在所述壳体(150)内部。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的照明装置(100)，所述照明装置进一步包括位于所述漫射面(132)周围的屏幕(160)。
11.一种车辆方向盘，所述车辆方向盘包括轮缘(10)和根据权利要求1至10中的一项所述的照明装置(100)。
12.一种机动车辆，所述机动车辆包括根据权利要求1至10中的一项所述的照明装置(100)。
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