CN1789790A - 带有光导器的照明和/或信号装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车的照明和/或信号装置，包括：至少一个发光器(2)，包括至少一个发光二极管(3)，其沿发光器的方向，尤其是沿所述发光器的轴(X)发射光束，和至少一个光导器(G)，其一端(e1)通过该多个发光二极管或该多个发光二极管中的至少一个发光二极管照亮，该光导器能发射光，尤其在它的所有或部分长度上；该光导器包括至少一个处于所述光导器的厚度内并与发光器(2)相对的盲孔(12，13)，并且尤其是通过后者的横向反射，使光束转向。

Description

带有光导器的照明和/或信号装置

技术领域

本发明涉及一种配备于机动车的照明和/或信号装置，其包含至少一个发光器和一个光导器，光导器能沿轴向和/或横向传播光线。本发明也涉及包含这样一种照明或信号装置的车辆。

本发明应用于在路面上运行的车辆领域中，尤其是应用于机动车。特别地应用于在路面上的这些车辆的照明和信号领域中。它也应用于车辆的内部照明领域。

背景技术

在机动车的照明和信号领域中，各种类型的装置是公知的，基本上有：

-位于车辆的前部的照明装置，特别是车灯，配备有低亮度和低照距的边灯，具有较强亮度和灯光照距为110米范围的路面的通行或近光灯，和具有长的灯光照距并产生200米范围的路面的视野的远光灯，

-位于车辆的后部的照明装置，特别是倒车灯，

-位于车辆前部(或侧面的)信号装置，尤其是方向指示灯，闪光中继器，DRL(英语术语为日间行车灯)或日间灯，和

-位于车辆后部的信号装置，尤其是雾灯，尾灯，方向指示灯和停车灯，

-内部照明灯，尤其是主(前，中或后)门控灯，

-参与式样(style)的照明(在仪表板上的线照射(illuminated)式样，门装饰灯或车顶灯)。

近来如何在照明装置和/或信号装置中使用一个或多个光导器来传播光线是已知的。

例如，文献DE-A-10153543中公开了一种机动车的照明装置，包含一个光导器，其一侧上设置有光折转件，以引导在光导器中传播的光线到它的另一侧面，在光折转件的侧面上设置有至少一个入光点，还设置有至少一个反射壁，用于在光折转件上反射入射光。光导器包含一个轴线横切于光导器的轴线和入射光方向的光阑。一个反射壁由这个光阑的壁构成。

这样的照明装置的另一实例在文献EP-A-0515921中描述。这个装置被设计成提供车辆内部的照明，其装在门把手上。在与光导器的长度正交的方向上的亮度没有任何满意的区域，并且保持较低。

但是，对于一般朝向车外的信号或照明装置，希望能清楚地吸引其它司机和行人的注意。

另外，对于车辆的制造者，为了通过信号或照明装置的外观使它的车辆具有特殊的式样，使用特殊的信号或照明装置是有利的。例如提供强化式样线的环境照明装置和(或)定位它于车辆内是有利的。

发明内容

本发明的目的正是矫正上述技术的缺点。为此，本发明提出一种照明或信号装置，其中由光源发出的光能光导器传播，一方面轴向传播以产生一高亮度的区域，另一方面横向传播以在一个较大长度范围上产生一较低亮度的区域。尤其是为了产生大的长度的照射，光也能只横向传播。为此，本发明的装置包括至少一个光导器和靠近光导器的至少一个光源。光导器的厚度上包括至少一个与光源相对的盲孔，其用来轴向和/或横向地分配光线。

更准确地，本发明涉及一种用于一机动车的照明或信号装置，包括：

-至少一个发光器，包括至少一个发光二极管，其沿发光器的方向，尤其是沿所述发光器的轴发射一光束，和

-至少一个光导器，其一端通过该发光二极管或至少一个发光二极管照亮，该光导器能发射光，尤其在它的所有或部分长度上，

-该光导器包括至少一个处于所述光导器的厚度内并与发光器相对的盲孔，并且尤其是通过后者的横向反射，使光束转向。

光导器因此具有一端，该端接收由该多个发光二极管或该多个发光二极管中的至少一个所发射的光束。

这样的一个光导器，尤其是在灯在一个大的长度上搜索的情形(如仪表板灯，车顶灯或门装饰灯)中，轴向和横向或只横向地提供光线的分配。

本发明也包括一个或多个下列特征：

-光导器包括两个盲孔，

-光导器包括一沿光导器的长度的所述光导器的厚度内的槽。这样的槽使光线向光导器的出射面扩散，

-槽包括处于槽的底部的扩散区域。该扩散区域增强槽的扩散效果，

-扩散区域靠近光导器的横截面的中心，

-扩散区域设置有微扩散部分，其尺寸大约为一毫米的十分之一，

-微扩散部分能是微棱镜，粗糙度，微菲涅耳镜，磨砂面等，

-光导器的槽具有变化的形状，

-发光器布置在光导器的至少两个部件间的中心位置。以这种方式，光能在光导器的两个部件内发射。

本发明也涉及一种机动车，其配备有至少一个这样的照明和/或信号装置。

附图说明

图1描述根据本发明的第一实施方式部分断面的视图。

图2描述根据本发明的第二实施方式部分断面的视图。

图3描述本发明的光导器的一部分的视图。

图4描述一个改变槽的一个实例的示意图。

图5描述图1和2中的光导器中的光改变的实例。

图6描述具有热点和线性区域的信号装置的实例。

具体实施方式

本发明涉及一种用于机动车的照明或信号装置，其允许光线轴向和/或横向扩散。装置包括至少一个发射光束的发光器(light engine)，和至少一个传播该光束并在它的长度上发射的光导器。

图1中描述了本发明的照明或信号装置的第一实施方式。图1图示出根据本发明一个光导器和发光器的部分断面图。

光导器是一个延伸的实心元件，例如断面为圆柱状，由透明材料制成，确保由光源发射的光束从靠近光源的一端传播直到相对端。光导器的断面可以是与正方形的不同，例如是椭园形或甚至是多边形的，或底部有棱镜或局部起伏的。该光导器能具有不同的几何形状。例如可以是圆形或一个圆的一个弧，或直线的或包括直线区域和曲线区域。在图1中的本实施方式中，光导器是直线型的，断面为圆柱状。这样的一种直线光导器能用在如一个凸起的停车灯的制造中，即与车辆的后车窗相对处的第三停车灯，并称为CHMLS(英语术是中央高安装停车灯)。

在图1的实施方式中，光导器G包括一个第一光导部件G1和一个第二光导部件G2。每个光导部件G1和G2包括两者共有的一个第一端e1，和一个与第一端e1相对的第二端e2。光导器G接收靠近端e1的发光器2发射的光束。换言之，发射光束的发光器2靠近光导器G的中央区域，即靠近端e1。

发光器2发射处理过的光束。为此，发光器2包括一个高能发光二极管，或LED，和一个用于处理光的光学系统。发光二极管3最好一个Lambertian型的半球形的二极管，即包括一个锥形的发射区，如120°。这样一种二极管在几个方向上发射一个光束是有利的。该光束然后由光学系统转换成平行光束(sessions)。

光学系统包括一个反射器，其用于修改发光二极管的光通量的分配。它包括一个Fresnel透镜，它使发光表面转向，产生均匀的光分布。发光器2因此确保光的发射和光向平行光束的转换，准备在光导器G中作再一次分配。光束由此被发光器2发射，沿一个主发射方向或轴向，即沿发光器2的轴X的方向进入光导器G。换言之，LED3发射的光线由光学系统转变成平行光线。因此光线经端e1，平行或基本上平行于轴X进入光导器G。

该光束的一些光线轴向地穿过光导器：这些光线是轴向光线4。这些轴向光线4提供第一信号功能，即它们在光导器G的出射面7上形成高亮度的光点，称为热点(hot spot)。

该光束的其它光线完全向光导器G的端e2反射：这些光线是横向光线5。完全反射的原理是一个光学现象，即允许光在光导器内传递。当光线从一个媒介进入另一个具有不同的折射率的媒介时，它的方向被改变。这是折射效应。对于某一入射角，如果最初的媒介的折射率高于最后的媒介，那么光线不再被折射，它全部反射：这就是谈到的完全反射。

更准确地，一些光线在光导器的部件G1中反射，其它的光线在所述光导器的部件G2中反射的。当然发光器2也能布置在只有一个部件的光导器的端部。在这种情形中，光束包括轴向地传播的光线，和向该光导器的一个单一侧反射的光线。

图1详细地以断面的视图的形式描述光导器的部件G1内光线。光导器的部件G2是示意地图示的。

光导器G包括两个面：

-第一光滑面7，构成光导器的出射面，

-与出射面7相对的第二面8，构成光导器的扩散面。面8使光线向出射面7扩散。

扩散面8包括一个槽9。该槽9是一个横向凹槽，或一个槽，在光导器G的厚度上形成一个通道。槽9的作用为，尤其是以扩散的方式，即以一个光的形式向出射面7回光。这是由于光线与槽9的底部接触，依据它们对出射面7的入射角以扩散的方式反射。

为了提高槽9的折射，在本发明的一个最佳实施方式中后者包括一个扩散区，其处于槽9的底部6。如下面更详细地描述的，这个扩散区包括微扩散，其根据形状在出口从光导器G以不同图形扩散该光束。

如上面解释的，由发光器2发射的光线能轴向地穿过光导器，以在出射面7上形成一个光点，或在光导器G内横向地反射。根据本发明这个横向反射借助至少一个孔获得。

在图1的实施方式中，轴向和/或横向的分配借助一个单一孔10来得到。孔10处于光导器G的中央区域内，即在光导器G的部件G1和G2的结合部。孔10只针对光导器G的部件G1进行出描述，但应理解到它在部件G2相对轴X对称。

孔10是一个处于光导器的宽度上的贯通的开口。最好处于光导器的中央区域11内，与发光器2相对。孔在形状上对称，在中央区域11产生平面区域和倾斜区域。在中央区域10水平面的不同沿主发射方向X和横向方向分配光束。所称的横向方向是非轴向的方向，即与轴X构成非零角度的方向。横向可以如是沿垂直于轴X的光导器G的轴Y的方向。应注意轴X和Y在本实例是垂直的，但这不是本发明必需的：发光器也能联系光导器，以便它们相应的轴不是准确地垂直。轴(尤其是相对于光导器，其可以沿其长度弯曲)可能是穿过该元件的切线的纵轴，当后者基本上不是直线的。

因此，当发光器2发射光束，后者在光导器G内传播。该光束的一些光线(参照光线4)由光导器G沿轴向X传播。这些轴向光线4由孔10的平面区域10a直接向出射面7传播，而不会遇到任何换向和/或反射。换言之，一些光线4直接向光导器的出射面7分配。

光线5的另一部分被孔10的倾斜区域10b引导。根据在倾斜区域10b的光线的入射角，横向光线5由该倾斜区域反射，可以在光导器内有不同的路线；

-这些光线5能向扩散面8完全反射地发送，然后由这个面8扩散到光导器的出射面7。这个扩散由槽9本身和所述槽的扩散区域提供；

-通过槽底部的扩散，这些光线5能在返回之前能向出射面7作一个或多个内部反射(由出射面7和槽9的折射)。

这些横向光线5的路线尤其取决于孔10的形状和尺寸。通过修改这个形状和/或这些尺寸，能修改光向主要发射方向X和横向的分配。

横向光线5在本发明的装置中提供第二信号功能，即一个线性信号功能。第二功能包括比第一功能更小亮度的照射，但有较大的长度。这个较大长度的信号功能允许高照明效果或两个热点的发光的结合。大长度的照射也能使用横向100％的光通量来实现。

图2描述本发明装置的第二实施方式。如图1，图2以断面视图描述光导器G的第一部件G1，以示意图描述光导器的第二部件G2。

在这个实施方式中，光线4和5的轴向和/或横向分配通过两个孔12和13来得到，这些孔处于光导器的宽度上。这两个孔12和13是盲孔，即它们每个形成一个没有穿过的洞或凹穴。最好处于光导器G的中央区域，即在所述光导器的部件G1和G2的结合处。这些孔12和13与发光器2相对。在光导器G1和G2中它们有不同的洞水平，具有平面区域和倾斜区域，沿主要方向X和横向分配光束。

如图1中的实施方式，当发光器2发射光束时，后者在光导器G内传播。这个光束的一些光线(参照光线4)由光导器G沿轴向X传播。这些轴向光线4由非空的区域向出射面7直接传播，不会经历任何换向和/或反射。换言之，一些光线4直接向光导器的出射面7分配，由此提供形成一个光点的高亮度的照射。

横向光线5的另一部分经孔12和13转向。这是由于孔12和13使保持发光器2发射的光线成为可能。这些由此保持的光线由折射发送入光导器G。根据孔12和13的深度，横向光线5在光导器内可能有不同的路线：

-一些横向光线5由反射发送到扩散面8，并且更准确地由槽9发送入面8，然后面8向出射面7提供这些光线的扩散。通过处于槽9底部的扩散区域，这个扩散能进一步的被改善；

-另一部分横向光线5在光导器内经过内部的多重反射，因此这些光线5反射在最后向光导器的出射面7扩散之前，至少一次地向出射面7反射，然后向扩散面8反射。在这个实施方式中，反射系数接近1，在这一系数，具有这样的效果，即在这些多重反射中没有或几乎没有光能的损失。

这些光线5的路线尤其取决于孔12和13的形状和深度。通过使这个形状和/这些深度具体化，能修改光线向主发射方向X和横向的分配。

因此，不论本实施方式怎样(图1或图2中的一个)，光在光导器内轴向和横向地分配。它横向地分配于光导器的部件G1和所述光导器的部件G2内。另外，多重内部反射使光传播到光导器G的端部e2成为可能。光导器因此能较长，如大约1300mm。

图3描述图1和2的光导器G的断面。这是由于无论选择的实施方式怎样(一个变宽的孔或两个非变宽的孔)，光导器的横截面都是相同的。因此能看到光导器G具有大致圆形的横截面。但应注意横截面可以是不同于圆形的，如矩形。在所述的实施方式中，横截面大致为具有大约为8-12mm的直径的圆。

图3表示光导器G的出射面7和具有槽9的扩散面8。槽9是一个空穴状，如U形，U形的基部是槽9的底部6。槽的底部6最好靠近光导器的中心，即靠近光导器的对称轴。

槽9的主要作用是向相对面扩散光，即光导器的出射面7。为了改善槽的扩散效果，后者能包括一个扩散区域14。扩散区域14包括向光导器G的出射面7有交地扩散光的扩散装置。这些扩散装置能是微扩散部分，其直径大约为1毫米的十分之一。

这些微扩散部分能具有不同的图形，例如：

-直的或弯曲的锯齿状凸起

-具有三角形横截面的微棱镜

-微菲涅耳镜(microfresnels)

-光学微图形，即具有特定形状的洞，处于该材料中，以改善光导器的均匀方面。

-粗糙度或磨砂面。

这些不同的扩散图形给光导器带来一个不同的可视外观。

扩散区域14在槽9的底部6上形成一个扩散带。这个扩散带14的宽度最好与槽9的底的宽度相同。扩散条14的宽度h能是恒定的。它也能改变，以便加宽观察者的表观亮度范围。

图4以示意图的方式描述具有改变形状的槽的实例。在这个实例中，槽9的形状在光导器G的部件G2的一端e1和一端e2间变化。据说槽经过了“变体”，即它的形状的渐进的变形。在这个实例中，端e1，靠近发光器的，的槽形9不同于端e2的。槽的变化的形状从小的圆柱状横截面慢慢地转变为一个U形槽。当然这只是一个实例。可以设想各种各类的变化，放大或减小槽的横截面或再次处于放大或缩小之间的状态，所有变化都可以在横截面上实现。

选择具有圆形横截面的圆柱状光导器使得可能通过一个常规的放大镜作用获得扩散区域14的视觉放大效果。因此扩散部件的外部可视外观由这个放大镜作用放大。

图5图示光在光导器内的改变的实例。图5图示出当槽具有一个改变的形状时光导器的可视外观的实例。在这个实例中，这个改变对应于从伪圆横截面15，从端e2到中心区域16，放大到完全平坦的区域17。换言之，借助一个平缓的改变，伪圆横截面15转化为一个表面截面17。对于这个，为了形成一个宽的扩散表面，槽9的U形已经被伸晨。表面截面17包括槽9的一个扩散区域19。较窄的扩散区域14在表面截面17的整个后部展开。因此通过错视画派的作用(trompe l’oeil effect)，扩散表面对于外部的观察者看起来似乎更大。当扩散区域14靠近槽9的中心时，得到错视画派的作用。

图6中示例了根据本发明的信号装置的一个实例。在这个实例中，几个发光器12为形成一个光线沿一个或同一个光导器G布置。通过如此沿同一个光导器或见个连接的光导器连接几个发光器，能产生高亮度的光学区域和较长的较小亮度的区域交替。

从上面的描述将理解到图6的装置包括几个热点或更准确地与有发光器一样多的热点。图6图示三个与三个热点a，b，c相应的发光器2。这些热点a，b，c完成第一信号功能。热点通过一个或多个提供十分长的信号功能的光导器连接在一起。

这个十分长的信号功能如通过强化车辆的形状使产生式样作用(styleeffects)成为可能。本发明这个装置使如跟随后窗或车身的部件的外周成为可能。也能用来制造内部车门的照明或升高的停车灯。

除以前给出的优点(尤其是轴向和横向扩散)外，本发明的装置从制造的角度是有利的。这个装置的制造，尤其是这个装置中所用的光导器的制造能通过在一个模具中喷射透明材料来进行。它能以单件的形式，即光导器制成一个和相同的件，壳体设置在发光器的所述光导器的中心。光导器也能制造几件的形式，通过包含发光器壳体的连接区连接。这些连接区为了使光能量损失最小，被抛光。

无论制造光导器的方法怎样，当材料被喷入模具时，槽在所述光导器的厚度上制成。槽的出现大大地减少了材料的数量，因此减少了所需的冷却时间。槽，正如孔，相当在模具中的冷却源，由此排出热量。由于开关与孔的所需开关相当的件的出现，孔也能在材料喷入模具的过程中制造。这些件能是可调节的，这使修改孔的深度成为可能(在第二实施方式中)，由此可以是对称的。

槽借助一个安装在模具内的刀片来制造。刀片的每一侧被抛光，由此在冷却后，光导器能被容易地从模具中拆除。这个刀片的内侧上也能包括粗糙度，其在微扩散的图形的槽的底部。这些粗糙度能是大约十分之2-3毫米。这些粗糙度的形状与所需的微扩散的图形互补。

在微扩散是光学微图形的地方，在光导器冷却后，通过对槽的底部激光蚀刻，这些也可以得到。

除应用于信号灯外，也十分改变应用于内部照明的领域。通过在一个大的长度上照亮一个导管，这个目的可以是制造环境照明，功能强化型的作用。也能制造根据本发明的光导器，在这光导器的中央部件要求阅读灯型的照明，和横向部件是用于环境灯型的照明。

Claims (12)

1.一种用于机动车的照明和/或信号装置，包括：

-至少一个发光器(2)，包括至少一个发光二极管(3)，其沿发光器的方向，尤其是沿所述发光器的轴(X)发射光束，和

-至少一个光导器(G)，其一端(e1)通过该多个发光二极管或该多个发光二极管的至少一个发光二极管照亮，该光导器能发射光，尤其在它的所有或部分长度上，

其特征在于该光导器包括至少一个处于所述光导器的厚度内并与发光器(2)相对的盲孔(12，13)，并且尤其是通过后者的横向反射，使光束转向。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，光导器(G)轴向和横向或只横向地提供光线的分配。

3.根据上述任一权利要求的装置，其特征在于，光导器包括两个盲孔(12，13)。

4.根据上述任一权利要求的装置，其特征在于，光导器包括一沿光导器的长度的在所述光导器的厚度内的槽(9)。

5.根据权利要求4的装置，其特征在于，槽(9)包括处于槽的底部(6)的扩散区域(14)。

6.根据权利要求5的装置，其特征在于，扩散区域(14)靠近光导器的横截面的中心。

7.根据权利要求5和6的装置，其特征在于，扩散区域设置有微扩散部分，其尺寸最好大约为一毫米的十分之一。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于，微扩散部分包括微棱镜，粗糙度，微菲涅耳镜，磨砂面等。

9.根据权利要求4-8任一项的装置，其特征在于，槽(9)具有变化的形状。

10.根据上述任一权利要求的装置，其特征在于，发光器布置在光导器的至少两个部件(G1，G2)间的中心位置。

11.根据上述任一权利要求的装置，其特征在于，它是一种车辆信号灯和内部车辆和照明装置的情形。

12.一种机动车，其特征在于，它配备有至少一个根据上述权利要要求任一个的照明和/或信号装置。

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