JP2019182409A - 車両の室内を照明する照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車両の室内を照明する照明装置であって、一次光源と、光偏向素子と、照明装置を車両の室内の方に向かって終端させるランプレンズと、を備えた照明装置に関する。【解決手段】上記照明装置においては、一次光源とランプレンズとの間に、所定の形状で配置された阻害箇所を有する光導波素子が配置されており、二次光源は、当該二次光源から放射された光が光導波素子内に入力結合されるように配置されており、ランプレンズは、接触感知的に及び／又は近接感知的に構成されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、一次光源と、光偏向素子と、照明装置を車両の室内に向かって終端させるランプレンズとを備えた、車両の室内を照明する照明装置に関する。さらに、本発明は、そのような照明装置を備えた車両に関する。

相当する照明装置は、古くから知られており、ほぼあらゆる自動車に存在している。この場合、それらは、通常は、読書灯の形態の照明装置か又は乗車及び降車の際に車両室内を照明するランプである。この場合、これらのランプは、通常は、ランプ近傍に配置されている、ランプとは区別される機械的スイッチを用いて操作される。この場合、これらのスイッチには小型の付加的ランプが統合されていることが多く、それらは、いわゆるスイッチ探索ランプとして用いられ、スイッチの機能を表すために小さなアイコンで表されることが多い。

近年においては、各スイッチの機能が接触感知的に構成された表面に統合されることによって、ますます機械的なスイッチの置き換えが進んでいる。さらに近年においては、接触感知ディスプレイが、スマートフォンやタブレットの形態で広く普及し、さらに自動車においても広く普及してきたので、今時のユーザは、そのような種類の制御には慣れている。接触感知面は、複数のせわしなく動作する個々の機械的スイッチによって妨げられることのない大きな平面が可能な魅力的デザインを可能にする。

この開発の流れの中においては、既に、車両の室内のランプを接触感知面によって操作することができる第１の実施形態がある。この場合、そのようなランプの特別なバージョンは、ランプの外面、いわゆるランプレンズを、接触感知要素として使用する。このようにして、エレガントで調和のとれた車両室内の構成を可能にする非常に目立たないランプを構成することができるが、しかしながら、そのようなランプの構成は、操作性における欠点に結び付く。なぜなら、それまでは、各スイッチ上に表示されていた記号が省略されるからである。そのため、ユーザは、場合によっては、自身がスイッチオンしたランプがどの機能を備えているのか、あるいは、複数の既存のランプのうちのどれがユーザの現在のニーズに対応しているランプであるのかを認識することができない。例えば、読書灯は、一般的な室内照明の近傍に配置されてもよい。ユーザが、車両とその操作に精通しておらず、及び／又は、ライトの位置からだけではどのランプがどの機能を備えているかが直ちにはわからない場合には、混乱を来し、ランプの操作において著しい手間が生じ得る。

接触感知面を用いて制御可能なランプに識別表示を付けるために、ランプ周りに配置された薄くて場合によっては有色の発光リングを使用することが公知である。この識別表示の方法も、どの目的をそれぞれのランプが満たしているのか直ちには明らかにならないという上述した欠点を有する。

さらに、スイッチに、特徴付けのために、照明された記号が付されている様々な手段が公知である。それにより、例えば、独国特許出願公開第１０２０１３０１８９８９号明細書（ＤＥ１０２０１３０１８９８９Ａ１）には、接触感知面を有するカバーと少なくとも１つのグラフィック記号とを含む接触感知スイッチが記載されている。カバーの背後には、支持プレートが配置されており、この支持プレート上には、接触感知面の接触を検出する少なくとも１つの容量センサ素子が配置されている。さらに、接触感知面は、グラフィック記号を可視化させるために、バックライト照明される。この場合、支持プレートは、不透明に形成され、接触感知面又はグラフィック記号を照明することができる複数の貫通開口部を有する。

独国特許出願公開第１０２００９００１４１２号明細書（ＤＥ１０２００９００１４１２Ａ１）からは、近接又は接触感知的に構成され、ランプ手段が要素背面に配置され、これが前面方向に向けられ、当該ランプ手段はユーザの操作取り扱いに依存して駆動制御される、容量性表示及び操作素子が公知である。

独国特許出願公開第１０３２６６８４号明細書（ＤＥ１０３２６６８４Ａ１）には、近接及び／又は接触の際にスイッチング信号を生成するセンサ装置が開示されており、このセンサ装置は、容量性センサ素子を含み、この場合、接触感度は、導電性材料のプリント又はコーティングによって達成される。ここでのプリント又はコーティングは、実質的に透明にすべきであり、それによって、スイッチの照明が、後方から可能になる。同様に、このプリント又はコーティングは、記号形態を有することができ、それによって、スイッチの文字付けが可能になる。

独国特許出願公開第１０２０１３０１８９８９号明細書 独国特許出願公開第１０２００９００１４１２号明細書 独国特許出願公開第１０３２６６８４号明細書

本発明の課題は、光学的に調和するように室内に適合し、容易にかつ安全に操作することができる、自動車の室内用の照明装置を提供することにある。

この課題は、本発明により、一次光源とランプレンズとの間に、所定の形状で配置された阻害箇所を有する光導波素子が配置されており、二次光源は、当該二次光源から放射された光が光導波素子内に入力結合されるように配置されており、ランプレンズは、接触感知的に及び／又は近接感知的に構成されていることによって解決される。ここで、「一次光源とランプレンズとの間」という表現は、特に、一次光源から放射された光の主要伝搬方向に対して平行な方向を指す。この方向も、一次光源からランプレンズを貫通して、特に、ランプレンズの幾何学的重心を貫通して車両室内に向かって延在する方向に対応している。

この場合、一次光源は、本来のランプに対応し、室内の照明を受け持つ。一次光源は、ＬＥＤとして構成されてもよい。さらに、このランプは光偏向素子を含み、これは反射器及び／又はコリメータとして構成されてもよい。ランプは、車両室内の方に向かっていわゆるランプレンズ、即ち、透明な遮蔽レンズによって区画される。この遮蔽レンズからは、一次光源から放射された光が車両室内に到達する。この場合、遮蔽レンズ又はランプレンズは、発光面としてユーザによって知覚される。一次光源は、ランプを動作させ、場合によって光強度を制御する制御ユニットに接続されている。最も簡単なケースにおいては、これは単純なスイッチであってもよいが、例えば、周辺光センサのセンサデータ、ユーザのより複雑な入力、又は、乗客による車両の占有状態に関するデータを考慮に入れる、より複雑な制御部も考えられる。ここまで、本発明に係る照明装置の構造は、従来の照明装置に対応する。

二次光源は、ランプに、特にスイッチオフされた状態において、識別表示を付けるために使用される。この目的のために、二次光源の光は、平坦に構成され得る光導波素子内に入力結合される。光導波素子内には、入力結合された光を光導波素子から取り出し散乱させるのに適した阻害箇所が配置されている。この阻害箇所は、光導波素子の表面に直接配置されてもよいし、光導波素子の容積内のより深い位置に配置されてもよい。これらの阻害箇所は、それらが共に所定の形状を与えるように相互に相対的に配置されている。この場合、この形状は、好ましくは、それがランプレンズに対して、又は、車両室内の方に面するその外表面に対して、平行に延在するように方向付けられている。阻害箇所からランプレンズの方向に散乱される二次光源の光成分は、ランプレンズ上でユーザによって所定の形状で知覚可能であり、ランプの識別表示のために使用することができる。

本発明の合目的的な実施形態においては、所定の形状は、アイコンを表すことが想定されている。それにより、個々のランプの簡単で効果的な識別表示が可能である。光導波素子内に導入される阻害箇所は、点、線、及び／又は、面からなり得る。阻害箇所においては、光導波素子内に入力結合された光は散乱し、観察者の方向に偏向される。この目的のために、二次光源の光は、側方から光導波素子内に入力結合させることができる。したがって、阻害箇所に入射しない光は、光導波素子を一次光源から放射された光に対して実質的に垂直に通過し、それ故、ランプから出射しない。そのため、所定のパターン若しくは表示、又は、アイコンの照明によるランプの非常に目立たない識別表示が生じる。

好ましい実施形態においては、光導波素子は、ランプレンズに対して実質的に平行に配向されている。それにより、対称的な構成が生じ、これによって、ランプの識別表示の均一な表示が生じる。２つの方向相互の「実質的に」平行又は垂直な配向とは、この場合、特に、これらの方向が相互に平行若しくは垂直であり、又は、相互に１０°未満の小さな角度を形成することを意味するものと理解されたい。特別な場合においては、２つの方向は、それぞれ相互に厳密に平行又は垂直に配向されている。

光導波素子が、ランプレンズと、１０°を超える、例えば２０°を超える、あるいは３０°をも超える角度を形成する実施形態も、もちろん同様に可能である。いずれにせよ、好ましくは、光導波素子は、平行平面プレートの形態を有する。なぜなら、それによって、一次光源の光は、ほとんど影響を受けずに光導波素子を通過することができるからである。

合目的的には、一次光源から放射された光の光伝搬方向で見たランプレンズの断面は、光導波素子の対応する断面よりも大きいことが想定されてもよい。それにより、光は、小さなほぼ点状の光源からでさえも、より大きな表面から車両の室内へ放射することが可能になり、それにより、ユーザにとっては、眩惑作用が回避されるか又は少なくとも大幅に低減される。

ユーザにとって操作を特に簡単に構成するために、照明装置は、一次光源がスイッチオフされかつ二次光源がスイッチオンされた場合に所定の形状が可視化されるランプレンズの領域を接触感知的に構成するように構成されてもよい。それにより、直感的な操作が可能になる。なぜなら、ユーザは、ランプの識別表示を含む領域に正確に接触しなければならないからである。もちろん、ランプレンズ全体が接触感知的に構成されていることも同様に可能であり、それにより、ユーザは、ランプレンズのどの領域に自身が接触するかについて注意を払わなくてもよくなる。この場合、制御は、一方では、接触感知領域との機械的接触によって行われ、他方では、センサシステムの構成に応じて、例えば指などのユーザの身体部分の、対応する領域への近接によっても行われる。以下においては、これら２つの手段は、必ずしも相互に分離して言及されるわけではない。そのため、本願の枠内においては、「接触感知的」との表現は、代替的に、常に「近接感知的」との表現も意味するものと理解されたい。

本発明の特別な実施形態は、二次光源がスイッチオンされた場合に、所定の形状がランプレンズの中央領域において可視化されることを想定する。この目的のために、合目的的には、所定のパターンを形成する阻害箇所が、同様に光導波素子の中央領域に配置されている。それにより、ランプの光学的に魅力的な外観が生じる。特に、例えば２つ以上のアイコンの形態の複数のパターンが存在している場合、パターンを中央ではなくランプレンズの中心外に表示することは合目的的であり得る。したがって、光導波素子内の阻害箇所の配置についても相応に当てはまる。例えば、ランプをスイッチオンするためのアイコン及びランプをスイッチオフするためのアイコンが設けられてもよく、又は、相応に異なる形状若しくはアイコンにより特徴付けられる様々な接触感知領域に、異なる照明プログラムが結合されてもよいであろう。この場合、これは、例えば、異なる照明強度、複数のランプの同時制御、あるいはまた、異なる光色であってもよいであろう。

構造的に簡単な実施形態においては、光導波素子は、光偏向素子と、ランプレンズとの間に配置されていることが想定されている。この実施形態のために、既存の光偏向素子及びランプレンズにおいて変更を行う必要はない。その代わりに、発明を置き換えるための多大な構造的追加費用をかけることなく、簡単に光導波素子を、光偏向素子とランプレンズとの間の領域に導入することができる。ここでも、「間に」という言葉は、再び特に、一次光源から放射された光の主要伝搬方向に対して平行な方向を指す。即ち、換言すれば、この方向においては、光偏向素子と光導波素子との間の距離も、光導波素子とランプレンズとの間の距離も存在する。

特別な実施形態においては、光導波素子は、一次光源と、光偏向素子のランプレンズの方に向いている端部との間に配置されてもよい。次いで、換言すれば、光導波素子は、光偏向素子と交差する。この目的のために、光偏向素子は、複数部品で構成されてもよく、一次光源と光導波素子との間に配置された少なくとも１つの部品と、光導波素子とランプレンズとの間に配置された部品とに分割され得る。したがって、このことは、特に、光偏向素子が反射器である場合に可能である。上述の実施形態は、構造深さにおいて利点を有し得る。さらに、外側から見て、反射器の一部が浮いているかのような光学的効果が生じる。

合目的的な実施形態においては、光導波素子は、一次光源から出射された光が光導波素子を通過するように配置されている。この目的のために、光導波素子は、一次光源から放射された光の主要伝搬方向に対して実質的に垂直に延在する薄層として形成されてもよい。したがって、光導波素子は、ランプレンズに対して実質的に平行に配向されてもよい。したがって、一次光源の光は、まず光導波素子を通過し、次いで、ランプレンズを通過し、そこから車両の室内に到達する。二次光源の光は、まず光導波素子内に入力結合され、阻害箇所において散乱する。次いで、ランプレンズの方向に散乱した二次光源の光成分も同様にランプレンズを通過し、このようにして、同様に車両の室内に到達する。それに対して、一次光源の光は、実質的に影響を受けずに光導波素子を通過する。

コンパクトなランプを得るために、好ましくは、光導波素子は、０．１ｍｍから３ｍｍまでの厚さを有する。それにより、光導波素子は、低コストで製造可能であり、わずかな構造空間しか要さず、一次光源の光に与える影響も最小限になる。特に薄い光導波素子は、０．１ｍｍ乃至１ｍｍの間の厚さを有することができ、例えば、フィルムとして形成されてもよい。

好ましくは、制御ユニットは、接触感知ランプレンズから出力されたセンサ信号に依存して、一次光源を駆動制御するように構成されている。この場合、ランプレンズ又はランプレンズの接触感知領域の簡単な接触は、ランプの単純なスイッチオン又はスイッチオフを生じさせることができる。同様に、例えば接触の持続時間又は所定の接触パターンを介して、さらなる制御命令をトリガさせることも可能である。それにより、例えば、ランプを調光可能に構成することも考えられる。

合目的的に、制御ユニットは、二次光源が、一次光源の動作状態に依存することなくスイッチオン及びスイッチオフされるように構成されている。しかしながら、一次光源がスイッチオンされると直ちに二次光源がスイッチオフされることが想定されてもよい。相応に、ユーザにいつでもランプの位置及び機能を表示するために、一次光源がスイッチオフされると直ちに二次光源がスイッチオンされることも可能である。

好ましくは、本発明に係るランプ又は制御ユニットは、二次光源が車両の使用状態に依存して駆動制御されるように構成されてもよい。使用状態として、例えば、２つの異なる状態を、使用されていない状態という趣旨での「駐車」と、使用されている状態という趣旨での「運転」とに区別することができる。「運転」状態においては、車両が移動していることは必要ない。むしろ、「運転」状態は、車両内で人の存在が認識されれば直ちに設定されるべきであろう。このことは、ドアの監視によって、シートに作用する重量の監視によって、あるいは、その他の手法によって行うことができる。

本発明の一発展形態においては、少なくとも１つの二次光源の光度又は複数の二次光源の全光度が、一次光源の光度の５０％未満、好ましくは３０％未満、特に好ましくは１０％未満であることが想定されている。それにより、エネルギー効率の高い構成が存在し、かつ、単にスイッチを探すための照明が、ユーザを眩惑させることも邪魔することもないことが保証される。

費用効率の高い実施形態においては、光導波素子は、光導波フィルムとして形成されている。そのようなフィルムは、低コストで製造することができ、柔軟に加工処理することができる。

車両の室内の快適な照明を達成するために、ランプレンズは、散乱容積体として構成されてもよい。

本発明の代替的実施形態においては、光導波素子は、反射器又はコリメータとして構成されてもよい。両手段は、従来技術から十分公知であるものなので、ここでは、これ以上踏み込まない。もちろん、その他の種類の光導波素子も同様に考えられる。

光導波素子における阻害箇所は、レーザ照射によって、イオンビームによって、光導波素子の表面の機械的加工によって、又は、光導波素子の製造に使用される型、特に射出成形型の対応する構成によって形成することができる。ここでは、光導波素子内に入力結合された光の、ランプレンズ方向への散乱を引き起こすあらゆる構成が考えられる。特に、阻害箇所又は所定の形状が光導波要素内に刻み込まれてもよい。

二次光源が有色光を放射するように構成されていることを想定してもよい。それに応じて、各ランプは、有色記号、サイン又はアイコンによって特徴付けることができる。本発明のさらなる発展形態においては、二次光源は少なくとも２つの異なる色の光を放射するように構成されており、この場合、それぞれ放射された色は、制御信号に依存し得ることが想定されてもよい。同様に、２つ以上の二次光源が存在してもよく、それらは、例えば光導波素子の相対向している側に配置され、場合によっては、異なる色の光を放射する。また、相互に隣接した配置構成、即ち、光導波素子の同じ側への配置構成も可能である。唯一の条件は、二次光源の配置構成が光導波素子内への各放射光の効率的な入力結合を可能にすること、及び、二次光源から放射された光のうちの阻害箇所において散乱しない成分が車両室内に到達しないことである。即ち、二次光源から放射された光のうちの阻害箇所において散乱した一部のみが車両室内に到達するはずである。そのため、阻害箇所の配置構成によって設定される形状の明確に画定される結像は、ユーザによって知覚されるが、既にスイッチオフ状態にある照明装置の拡散ランプは知覚されないことが達成される。

光導波素子のサイズ若しくは断面積は、光偏向素子のサイズ若しくは断面積に方向付けられ又はこれらに対応させることができる。相応に、ランプレンズは、光導波素子よりも大きい表面積を有することが可能である。なぜなら、通常、ランプレンズは、光偏向素子よりも大きい表面積を有するからである。

本発明の一発展形態においては、少なくとも１つのさらなる光導波素子及びさらなる二次光源が存在し、それによって、２次光源及びさらなる二次光源の動作状態に依存して、異なって設定された形状がユーザに対して可視化されることが想定されている。これは、例えば、他の外部パラメータに依存して、ランプレンズの接触が異なる機能を引き起こすことをユーザに示すことを可能にする。

本発明の実施例は、図面及び以下の説明に基づいてより詳細に説明される。

本発明に係る照明装置の第１の実施例の断面図。 本発明に係る照明装置の第２の実施例の断面図。

図１は、本発明に係る照明装置２の第１の実施例を断面図により示している。照明装置２は、通常は１つ以上のＬＥＤの形態において実施される一次光源４を含んでいる。ＬＥＤ４の光は、図中下方に向けられた一次放射方向に放射される。一次放射方向に対して所定の角度でＬＥＤ４から放射される光成分も、光偏向素子６により、一次放射方向と同様に伝搬されるように偏向される。この光偏向素子６は、図示の実施例においては、反射器として構成されている。それにより、一次放射方向に平行に伝搬すべき光ビームは、まず、光導波素子８を通過し、次いで、その後車両の室内に入射させるべくランプレンズ１２を通過する。このランプレンズ１２は、図示の実施例においては、長方形に構成されている。しかしながら、このランプレンズ１２は、例えば正方形、楕円形又は円形のような他の形態をとることも可能である。

一次光源４とランプレンズ１２との間には、光導波素子８が配置されている。これは、ランプレンズ１２に対して平行に延在し、図示の実施例においては、反射器６を貫通している。光導波素子８の外側に配置された二次光源１０から放射された光は、光導波素子８内に入力結合される。このことは、図示の実施例においては、光導波素子８の端面を介して行われる。次いで、光導波素子８内に入力結合された二次光源１０の光は、当該光導波素子８内に存在する阻害箇所において散乱し、当該光導波素子８を離れてランプレンズ１２の方向に向かい、次いで、このランプレンズ１２を一次光源４から放射された光と共に通過し、車両の室内に入射する。二次光源１０も同様にＬＥＤとして構成されてもよい。ここでは、一次光源４も、二次光源１０も、スイッチオンされているケースが示されている。

図面の下方領域には、ランプレンズ１２、又は、ユーザによって知覚される光照射野１４が平面図により示されている。この放射された光照射野１４は、実質的にランプレンズ１２の形状を有する。さらに、アイコン１６を認識することができ、このアイコン１６は、光導波路８内の阻害箇所における光の散乱によって生じ、ユーザにとって知覚可能になる。このアイコン１６は、通常は、一次光源４がスイッチオフされている場合に視認可能である。一次光源４も二次光源１０もスイッチオンされている場合には、通常は、一次光源４の光が二次光源１０の光にかぶさって照射されるので、アイコン１６は可視化されない。当該図面の上方部分とは異なり、光照射野１４が暗いという状況が示されている限り、アイコン１６のみは可視化される。

図２は、本発明に係る照明装置の第２の実施例を断面図により示している。図１に示されている実施例とは異なり、ここでは、光偏向素子６は、光導波素子８から離間されて配置されている。即ち、一次伝搬方向において、光偏向素子６と光導波素子８との間には、所定の距離が存在している。この光偏向素子６は、ここに示されている実施例でも反射器として構成されているが、このケースにおいては、コリメータによって形成することも可能であろう。照明装置２のその他の図示の要素は、図１に示されている実施例と異なっていない。

２ 照明装置
４ 一次光源
６ 光偏向素子
８ 光導波素子
１０ 二次光源
１２ ランプレンズ
１４ 知覚される光照射野
１６ アイコン

Claims (10)

1. 車両の室内を照明する照明装置（２）であって、
   一次光源（４）と、
   光偏向素子（６）と、
   前記照明装置（２）を前記車両の室内の方に向かって終端させるランプレンズ（１２）と、
   を備えた照明装置（２）において、
   前記一次光源（４）と前記ランプレンズ（１２）との間に、所定の形状で配置された阻害箇所を有する光導波素子（８）が配置されており、
   二次光源（１０）は、当該二次光源（１０）から放射された光が前記光導波素子（８）内に入力結合されるように配置されており、
   前記ランプレンズ（１２）は、接触感知的に及び／又は近接感知的に構成されていることを特徴とする照明装置（２）。
2. 前記光導波素子（８）は、前記ランプレンズ（１２）に対して実質的に平行に配向されている、請求項１に記載の照明装置（２）。
3. 前記一次光源（４）がスイッチオフされかつ前記二次光源（１０）がスイッチオンされた場合に所定の形状が可視化される前記ランプレンズ（１２）の領域は、接触感知的に及び／又は近接感知的に構成されている、請求項１又は２に記載の照明装置（２）。
4. 前記光導波素子（８）は、前記光偏向素子（６）と前記ランプレンズ（１２）との間に配置されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置（２）。
5. 前記光導波素子（８）は、前記一次光源（４）と、前記光偏向素子（６）の前記ランプレンズ（１２）の方に向いている端部との間に配置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置（２）。
6. 前記光導波素子（８）は、０．１ｍｍ乃至３ｍｍの間の厚さを有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明装置（２）。
7. 前記光導波素子（８）は、光導波フィルムとして形成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置（２）。
8. 前記二次光源（１０）は、少なくとも２つの異なる色の光を放射するように構成されており、それぞれ放射された色は、制御信号に依存している、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置（２）。
9. 少なくとも１つのさらなる光導波素子及びさらなる二次光源が存在しており、それによって、前記二次光源及び前記さらなる二次光源の動作状態に依存して、異なって設定された形状がユーザに対して可視化される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明装置（２）。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明装置を備えた自動車。

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