CN104864338A - 用于车辆的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的照明装置，其具有面状的光导体，光导体包含：两个对置的扁平侧，用于使耦入的光全反射；光耦入面，用于将光在面状的光导体的光耦入侧上耦入；光耦出面，用于将耦入的光在光导体的光耦出侧上耦出，光耦出面形成连接各扁平侧的窄侧，为光耦入面分别设有光源且光耦入面构成为不平坦的，光耦入面具有沿主发射方向设置在光源前的中央耦入区段和与中央耦入区段相邻的外部耦入区段，中央耦入区段和外部耦入区段形成，使得光源入射到中央耦入区段上的第一部分光束射到光耦出面沿主发射方向设置在光耦入面前的部分面的中央区域上，且光源的射到外部耦入区段上的第二部分光束射到同一个部分面的与中央区域相邻的外部区域上。

Description

用于车辆的照明装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的照明装置，所述照明装置具有面状的光导体，所述光导体包括
-两个对置的扁平侧，用于使耦入到面状的光导体中的光全反射；
-光耦入面，用于将光在面状的光导体的光耦入侧上耦入；
-光耦出面，用于将耦入的光在面状的光导体的光耦出侧上耦出；其中，光耦出面形成连接对置的扁平侧的窄侧，
-光耦入面分别配设有光源并且光耦入面构成为不平坦的。
背景技术
由DE 10 2008 048 765 Α1已知一种用于车辆的照明装置，所述照明装置具有一个带有对置的扁平侧的面状光导体以及多个光源。光源设置在面状的光导体的光耦入侧上。为光源分别配设有平坦的光耦入面，在所述光耦入面上，将由光源发射的光耦入到面状的光导体中。耦入的光在对置的扁平侧上全反射并且在面状的光导体的光耦出侧上朝向构成为窄侧的光耦出面的方向耦出。光通过平坦的光耦入面无方向性地耦入到面状的光导体中，从而在窄的光耦出面上产生亮度差异。特别是沿主发射方向在光源前面在所述光源的光轴的区域中产生相对高的亮度值，这导致光耦出面的不均匀的照亮。
由DE 10 2007 057 399 Α1已知一种同类型的用于车辆的照明装置，所述照明装置具有一个面状的光导体和多个光源，在所述照明装置中，相应配设给光源的光耦入面构成为球形的、即非平坦的。由此，光耦出面的点状明亮的照亮可以沿主发射方向直接在光源前面被削弱。不过损害了光学技术的效率，因为由于耦入的光在对置的扁平侧上的频繁的全反射而产生散射光，所述散射光使照明装置的所需的光分布丢失。
发明内容
因此本发明的任务在于，这样进一步改进一种具有面状的光导体的用于车辆的照明装置，使得成本有利地且简单地在面状的光导体的光耦出面上进行均匀的照亮，其中，达到尽可能高的光技术的效率。
为了解决该任务，本发明与权利要求1的前序部分相联系地特征在于，所述光耦入面具有沿主发射方向设置在光源前面的中央耦入区段和与该中央耦入区段相邻的外部耦入区段，其中，所述中央耦入区段和外部耦入区段这样形成，使得光源的射到中央耦入区段上的第一部分光束到达光耦出面的沿主发射方向设置在光耦入面前面的部分面的中央区域上并且光源的射到外部耦入区段上的第二部分光束到达同一部分面的与中央区域相邻的外部区域上。
按照本发明，所述照明装置的光耦入面一方面具有中央耦入区段并且另一方面具有外部耦入区段。中央耦入区段这样形成，使得光源的射到所述中央耦入区段上的第一部分光束导向到光耦出面的沿主发射方向设置在光耦入面前面的部分面的中央区域中。外部耦入区段这样形成，使得光源的射到所述外部耦入区段上的第二部分光束到达所述部分面的与部分面的中央区域相邻的外部区域上。光源的在光耦入面上耦入的光因此经历集束和朝向光耦出面方向的受控的光导向，这导致高的光技术的效率。均匀或平均地照亮光耦出面的沿主发射方向设置在光耦入面前的部分面。中央耦入区段使光源的以相对小的张角发射的第一部分光束成形，并且外部耦入区段使光源的以相对大的张角发射的第二部分光束成形或者导向。中央耦入区段和/或外部耦入区段可以形成为自由形状面。
按照本发明的一种优选的实施形式，所述部分面的中央区域和外部区域在分别沿主发射方向配设在所述部分面后面的光耦入面范围上延伸。部分面由光耦出面的棱边所限定，所述棱边朝向光耦出面的相邻的扁平侧延伸。另一方面，第一部分光束所耦出的中央区域与第二部分光所耦出的外部区域通过过渡区段或者通过边界线相互分开。过渡区段和边界线基本上横向于扁平侧的延伸方向地延伸。在存在过渡区段的情况下，光耦入面的中央耦入区段和外部耦入区段这样构成，使得在光耦出面上发生在中央和外部区域之间的流畅的过渡。因此在该过渡区段中，第一和第二部分光束的光射线被耦出。在存在边界线的情况下，中央耦入区段和/或外部耦入区段这样形成，使得中央区域与外部区域不连续地分开，而在光耦出侧不产生如下的区域，在所述区域中，第一部分光束和第二部分光束的光射线被耦出。不仅在存在过渡区段的情况下而且在存在不连续的边界线的情况下，产生光耦出面的沿着所述光耦出面的均匀的照亮。相应的过渡区段或边界线相应地也设置在光耦出面的相邻的部分面之间，为所述各部分面沿主发射方向在后面配设有相应地分开的光源。
按照本发明的一种优选的实施形式，所述光耦入面的中央耦入区段这样形成，使得第一部分光束沿面状的光导体的延伸方向和/或沿光耦出面的延伸方向扩展，从而部分面的中央区域构成为沿光耦出面的延伸方向伸长的。这能通过第一部分光束的光射线在垂直于扁平侧的平面中并且在沿扁平侧的方向的平面中的不同定向来实现。有利地，由此可以形成部分面的跟随光耦出面轮廓的例如矩形的中央区域，第一部分光束在所述中央区域上耦出。第一部分光束的光射线可以沿扁平侧的方向例如比沿垂直于扁平侧的方向具有更大的张角。光耦出面的照亮因此能匹配于光耦出面的伸长的几何形状。如果第一部分光束垂直于光耦出面的延伸方向扩展，则可以匹配于面状的光导体的不同厚度。
按照本发明的一种优选的实施形式，外部耦入区段这样形成，使得第二部分光束在垂直于扁平侧且垂直于光耦出面延伸的平面中集束。有利地，由此可以减少在扁平侧上的全反射的数量，这降低散射损失。
按照本发明的进一步扩展方案，外部耦入区段设置在中央耦入区段的两侧。此外，汇集区段在外部耦入区段的背离中央耦入区段的一侧上延伸，第二部分光束的光射线在所述汇集区段上朝向部分光面的外部区域方向全反射。有利地，由此可以引起第二部分光束的光射线不在扁平侧上全反射，这进一步降低散射损失。借助于中央耦入区段确保，第一部分光束的光射线不是在面状的光导体的扁平侧上全反射，而是直接朝向光耦出面导向。
按照本发明的进一步扩展方案，特别是可以通过汇集区段的抛物线形的构成方式引起，第二部分光束的光射线平行地朝向光耦出面进一步导向。备选地，可以通过汇集区段和/或外部耦入区段的构造形式使第二部分光束以一个散射角关于垂直于扁平侧且垂直于光耦出面延伸的平面散射，其中，第二部分光束的边界射线到达光耦出面的棱边上。按照该方式，同样不引发在扁平侧上的全反射，从而散射损失变小或者提供在部分面的外部区域上的均匀的照亮。
按照本发明的进一步扩展方案，所述光耦出面具有多个散射透镜，借助于所述散射透镜，第一和第二部分光束在一个预定的立体角区域中被耦出以用于产生光分布。
附图说明
以下借助附图更详细地阐述本发明的一个实施例。
其中：
图1示出照明装置由斜上方看的透视的后视图，
图2示出照明装置的面状的光导体的光耦入面的放大的透视图，
图3示出照明装置的透视的前视图，连同光耦出面的绘出的如下区域，所述区域或者将由光耦入面的中央耦入区段成形的部分光束或者将由光耦入面的外部耦入区段成形的部分光束耦出，
图4示出面状的光导体沿其延伸平面的剖视图连同绘出的光射线，
图5示出照明装置由侧面的窄侧看的视图连同绘出的平行光射线，以及
图6示出备选的照明装置由侧面的窄侧看的视图连同绘出的散射的光射线。
具体实施方式
按照本发明的用于车辆的照明装置可以使用在汽车前部或尾部区域中以用于产生尾灯功能、刹车灯功能或者日间行车灯功能。
照明装置基本上包括一个面状的光导体1或者多个光源2，所述光源设置在面状的光导体1的光耦入侧3上。各光源2构成为基于半导体的光源，优选构成为LED-光源。
面状的光导体1具有对置的扁平侧4，所述扁平侧在所示的实施例中构成为平坦的。扁平侧4沿主发射方向H在前面在光耦出侧5上界定光耦出面6，在所述光耦出面上，分别由光源2发射的第一部分光束L1和第二部分光束L2在均匀地照亮光耦出面6的情况下按照预定的光分布被耦出。为了将部分光束L1、L2在一立体角区域中耦出以产生预定的光分布，光耦出面具有多个散射透镜7，所述散射透镜优选构成为枕状。
面状的光导体1在光耦入侧3上具有多个沿其延伸方向R相互间隔开距离设置的光耦入面8，在所述光耦入面上，在两侧连接抛物线形的汇集区段9。汇集区段9构成为在面状的光导体1的光耦入侧3上的凹口。汇集区段9具有与面状的光导体1的侧面的窄侧10相同的厚度d，所述窄侧将外部的汇集区段9’与侧面的棱边11连接，光耦出面8在各窄侧之间延伸。
光耦入面8构成为不平坦的。光耦入面8分别配设有光源2，其中，光耦入面8沿主发射方向H设置在相应的光源2之前。
光耦入面8一方面具有中央耦入区段12，并且另一方面具有连接于中央耦入区段12的两个侧面的外部耦入区段13。
相应配设给光耦入面8的光源2的第一部分光束L1通过中央耦入区段12并且相应配设给光耦入面8的光源2的第二部分光束L2通过外部耦入区段13被耦入到面状的光导体15中。中央耦入区段12和外部耦入区段13这样形成，使得发生部分光束L1、L2的集束。
如特别是由图3可看出的那样，第一部分光束L1借助于中央耦入区段12这样导向，使得沿主发射方向H在光耦入面8前面到达光耦出面6沿主发射方向设置在光耦入面8前面的部分面16的中央区域14。中央耦入区段12这样形成，使得第一部分光束L1的光射线沿不同方向定向。这样，第一部分光束L1可以具有沿光耦出面6的延伸方向R的张角，所述张角大于在垂直于扁平侧4且垂直于光耦出面6延伸的平面E中的张角。按照这种方式，部分面16的中央区域14构成为沿光耦出面6的延伸方向R伸长的和/或矩形的。
第一部分光束L1的光射线在中央耦入区段12上这样折射，使得这些光射线直接到达光耦出面6上，而光射线在面状的光导体1的对置的平坦的扁平侧4上不进行全反射。
通过外部耦入区段13耦入的第二部分光束L2到达部分面16的外部区域15，所述外部区域直接连接到所述部分面的中央区域14上。
在外部耦入区段13上耦入的第二部分光束L2在汇集区段9、9’上被全反射，亦即向部分面16的外部区域15的方向被全反射，而不发生其在扁平侧4上的进一步全反射。
因为汇集区段9、9’构成为抛物线形的，所以第二部分光束L2的光射线平行于平坦的扁平侧4地朝向外部区域15的方向被全反射，参见图5。如由图3可看出的那样，其中一个汇集区段9中将第二部分光束L2朝向第一外部区域15’的方向反射，并且配设给相同的光耦入面8的另一个对置的汇集区段9将第二部分光束L2朝向部分面16的第二外部区域15”的方向反射。因此不发生相应部分光束L1、L2在面状的光导体1内部的相交。
如由图3和4可看出的那样，同一个部分面16的中央区域14与相邻的外部区域15、15’、15”通过边界线G分开地设置。第一部分光束L1仅仅到达部分面16的中央区域14上。第二部分光束L2仅仅到达同一个部分面16的外部区域15、15’、15”。因此在边界线G上发生借助于光耦入面8不同地形成的部分光束L1、L2的不连续的过渡。在由中央区域14过渡到外部区域15’或15”时不产生亮度差别，从而光耦出面6的配设给光源2的部分面16被均匀地照亮。在由部分面16过渡到相邻的部分面16’时适用相同的情况，另一个、优选相邻的光耦入面8配设给所述相邻的部分面。
如由图3可看出的那样，中央区域14和外部区域15、15’、15”通过沿光耦出面6的延伸方向R延伸的棱边17和与所述一个或多个边界线G相邻的部分面16’来界定。不能辨识该过渡，因为中央区域14和外部区域15’、15”分别在其面上具有相同的亮度值。
如由图5可看出的那样，第二部分光束L2的光射线在面状的光导体1的光耦入面8和光耦出面6之间平行地延伸。这点特别是通过汇集区段9、9’的抛物线形的构成方式引起。
按照本发明的一种根据图6的备选的实施形式，外部耦入区段13和/或汇集区段9可以这样形成，使得第二部分光束L2以一个散射角α在平面E中被散射，亦即以这样的方式，使得第二部分光束L2的边界射线18到达部分面16或者光耦出面6的棱边17上。在该实施方式中同样不发生第二部分光束L2在扁平侧4上的全反射。有利地，由此可以根据光导体1的厚度d在光耦出侧5上进行均匀化地照亮光耦出面。特别是在相对厚的光导体情况下，因此光耦出面6在棱边17附近的区域也可以具有与光耦出面6的中间区域相同的亮度值。于是，由此保证匹配于面状的光导体1的不同厚度d。
按照本发明的一种未示出的实施形式，代替不连续的边界线G可以在中央区域14与相邻的外部区域15’、15”之间设有过渡区段，所述过渡区段通过第一部分光束L1和第二部分光束L2的光射线来照亮。按照这种方式，在中央区域14与邻接的外部区域15之间实现部分光束L1、L2的不是突然的而是连续的过渡。在过渡区段中通过叠加第一部分光束L1和第二部分光束L2的光射线而产生与在中央区域14和外部区域15’、15”中相同的亮度，在所述中央区域和外部区域中，仅仅第一部分光束L1或者第二部分光束L2的光射线用于照亮。
面状的光导体1的厚度d可以处于5mm与20mm之间的范围中。面状的光导体1优选由玻璃般透明的塑料材料通过注塑而制造。光耦入面6一件式地与面状的光导体1连接。
附图标记列表
1               光导体
2               光源
3               光耦入侧
4               扁平侧
5               光耦出侧
6               光耦出面
7               散射透镜
8               光耦入面
9、9'           汇集区段
10              窄侧
11              侧面的棱边
12              耦入区段
13              外部耦入区段
14              中央区域
15、15’、15”  外部区域
16、16’        部分面
17              棱边
18              边界射线
H               主照射方向
R               延伸方向
L1              第一部分光束
L2              第二部分光束
d               厚度
α              散射角
E               平面
G             边界线

Claims (10)

1.用于车辆的照明装置，具有面状的光导体，所述光导体包括：
-两个对置的扁平侧，用于使耦入到面状的光导体中的光全反射；
-光耦入面，用于将光在面状的光导体的光耦入侧上耦入；
-光耦出面，用于将耦入的光在面状的光导体的光耦出侧上耦出，其中，光耦出面形成连接对置的扁平侧的窄侧，
-为光耦入面分别配设有光源并且光耦入面构成为不平坦的，
其特征在于，所述光耦入面(8)具有沿主发射方向(H)设置在光源(2)前面的中央耦入区段(12)和与所述中央耦入区段相邻的外部耦入区段(13)，其中，中央耦入区段(12)和外部耦入区段(13)形成为，使得光源(2)的射到中央耦入区段(12)上的第一部分光束(L1)到达光耦出面(6)的沿主发射方向(H)设置在光耦入面(8)前面的部分面(16、16’)的中央区域(14)上，并且光源(2)的射到外部耦入区段(13)上的第二部分光束(L2)到达同一个部分面(16、16’)的与中央区域(14)相邻的外部区域(15、15’、15”)上。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述光耦出面(6)的同一个部分面(16、16’)的中央区域(14)和外部区域(15、15’、15”)由所述光耦出面的棱边(17)界定，并且一方面，在部分面(16、16’)的中央区域(14)与外部区域(15、15’、15”)之间设有过渡区段，所述过渡区段由第一部分光束(L1)和第二部分光束(L2)的光射线照亮，或者另一方面，部分面(16、16’)的中央区域(14)和外部区域(15、15’、15”)通过边界线(G)相互分开，在一侧仅第一部分光束(L1)照射，并且在另一侧仅第二部分光束(L2)照射。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，仅仅第一部分光束(L1)的光射线能由部分面(16、16’)的中央区域(14)耦出，并且仅仅第二部分光束(L2)的光射线能由部分面(16、16’)的外部区域(15、15’、15”)耦出。
4.根据权利要求1至3之一所述的照明装置，其特征在于，所述中央耦入区段(12)形成为，使得第一部分光束(L1)沿面状的光导体(1)的延伸方向(R)和/或沿光耦出面(6)的延伸方向扩展，从而部分面(16、16’)的中央区域(14)构成为沿光耦出面(6)的延伸方向(R)伸长的，和/或第一部分光束(L1)向其垂直于扁平侧(4)且垂直于光耦出面(6)延伸的平面(E)的方向扩展，从而部分面(16、16’)的中央区域(14)构成为垂直于光耦出面(6)的延伸方向(R)伸长的。
5.根据权利要求1至4之一所述的照明装置，其特征在于，所述外部耦入区段(13)构成为使得第二部分光束(L2)在垂直于扁平侧(4)且垂直于光耦出面(6)延伸的平面(E)中集束。
6.根据权利要求1至5之一所述的照明装置，其特征在于，所述外部耦入区段(13)在中央耦入区段(12)两侧连接到所述中央耦入区段上，并且在面状的光导体(1)中切出的汇集区段(9、9’)连接在外部耦入区段(13)的背离中央耦入区段(12)的一侧上，第二部分光束(L2)的光射线在汇集区段上朝向部分面(16、16’)的外部区域(15、15'、15”)方向全反射。
7.根据权利要求1至6之一所述的照明装置，其特征在于，外部耦入区段(13)和/或汇集区段(9、9’)形成为使得第二部分光束(L2)直接导向到部分面(16、16’)的外部区域(15、15’、15”)上，而不进行第二部分光束(L2)的光射线在扁平侧(4)上的全反射，并且中央耦入区段(12)形成为使得第一部分光束(L1)直接导向到部分面(6、16’)的中央区域(14)上，而不进行第一部分光束(L1)的光射线在扁平侧(4)上的全反射。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，所述第二部分光束(L2)平行于平坦构成的扁平侧(4)地延伸或者以这样的在垂直于扁平侧(4)延伸的平面(E)中延伸的散射角(α)散射地延伸，使得第二部分光束(L2)的边界射线(18)射到光耦出面(6)的棱边(17)上。
9.根据权利要求1至8之一所述的照明装置，其特征在于，所述部分面(16、16’)的中央区域(14)和/或外部区域(15、15’、15”)构成为矩形的或正方形的。
10.根据权利要求1至9之一所述的照明装置，其特征在于，所述光耦出面(6)具有多个散射透镜(7)以使第一部分光束(L1)和第二部分光束(L2)在一个立体角区域中导向，以用于产生预定的光分布。
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