CN106958783B - 延长照明的汽车设计元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种延长的汽车照明组件，其包含延长的壳体；至少一个光源；延长的透镜，其具有顶点区域和一对间隔开的叶片部分，该叶片部分延伸远离该顶点区域以与包含延长的发光表面的该顶点区域限定基本上V形的横截面，该叶片部分连接到该延长的壳体以限定外壳；以及延长的导光体，其用于引导光从该至少一个光源到该延长的发光表面，该延长的导光体包含远离一个(或多个)该光源向该延长的发光表面延伸的主体；其中该导光体被容纳在该外壳内并且在该透镜的该叶片之间，使得该导光体的该发光表面与该透镜的该发光表面相邻。

Description

延长照明的汽车设计元件
技术领域
本发明涉及一种延长的(elongate)照明组件，其可以提供均匀的延长的光输出，而不使用光学特征并且没有可见的光源，特别涉及一种延长的照明汽车设计元件。
发明背景
在汽车应用中已经变得理想的美学特征是提供各种汽车元件，其特征在于该元件的关键特征的照明。汽车元件的一个实例是格栅元件。许多格栅元件是延长的并且还可以具有重复或不重复的图案。期望的是，使用发光二极管(LED)输入，能够沿着该格栅元件的长度以一致(均匀或同质的)亮度使其照亮。LED是具有随着视角增加而减小的相对发光强度的定向光源。这可能导致该格栅元件的外部查看器出现亮点或热点。例如，美国专利申请US 2011/0170307A1披露了具有布置在公共衬底上的LED光源的车灯。
提供均匀的发光强度的照明***是已知的，例如使用昂贵的有机发光二极管(OLED)技术或复杂的透镜和反射器布置的***。也使用高扩散材料，但是这些具有产生乳状或模糊外观并具有差的光学效率的缺点。光学特征也可以用在透明材料上以进行光漫射，但是这些具有该光学特征在不期望的未点亮状态下可见的缺点。美国专利申请US2013/0293104A1披露了使用该种高扩散材料并额外采用光学特征来增加光散射的光散热器盖。另一个期望的特征是LED输入对于该格栅元件的外部查看器来说不是直接可见的。
正是针对这种背景以及与此相关的问题和困难开发了本发明。本发明的目的在于进一步开发通用的延长汽车照明组件，以克服现有技术中的缺陷。
根据以下的说明，并结合附图(其中通过描绘和实例的方式，披露了本发明的优选实施方式)，本发明的其它优点将变得显而易见。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种延长的汽车照明组件，其包含延长的壳体；至少一个光源；延长的透镜，其具有顶点区域和一对间隔开的叶片部分，该叶片部分延伸远离该顶点区域以与包含延长的发光表面的该顶点区域限定基本上V形的横截面，该叶片部分连接到该延长的壳体以限定外壳；以及延长的导光体，其用于引导光从该至少一个光源到该延长的发光表面，该延长的导光体包含远离一个(或多个)该光源向该延长的发光表面延伸的主体，其中该导光体被容纳在该外壳内并且在该透镜的该叶片之间，使得该导光体的该发光表面与该透镜的该发光表面相邻。此外，该导光体包含多个光散射粒子。
在另一种形式中，该延长的透镜的该顶点区域限定第一重复的波纹图案轮廓，该第一重复的波纹图案轮廓具有第一幅度(amplitude)。
在另一种形式中，该导光体的该发光表面限定第二重复的波纹图案轮廓，该第二重复的波纹图案轮廓具有第二幅度。
在另一种形式中，该第一重复的波纹图案轮廓与该第二重复的波纹图案轮廓相匹配。
在另一种形式中，该延长的导光体具有后部区域，该后部区域具有第三重复的波纹图案轮廓，该第三重复的波纹图案轮廓具有第三幅度，其中该第三幅度小于该第二幅度。
在另一种形式中，该顶点区域是透光的。
在另一种形式中，每个叶片部分均包含不透明部分。
在另一种形式中，该外壳是耐候性的(weatherproof)。
附图说明
将参考附图来讨论本发明的实施方式，其中：
图1是处于未点亮状态的汽车格栅组件的视图；
图2A是处于未点亮状态的图1的汽车格栅组件的截面的详细视图；
图2B是处于点亮状态的图1的汽车格栅组件的截面的详细视图；
图3是根据本发明的实施方式的延长的照明组件的透视图；
图4是图3的延长的导光体和PCB子组件的透视图；
图5是图4的延长的导光体的透视图；
图6是具有轮廓线的图4的延长的导光体的局部后透视图；
图7是具有轮廓线的图4的延长的导光体的局部前透视图；
图8是图3的延长的照明组件的截面图；
图9是处于点亮状态时图4的延长的导光体的示意等距视图；
图10是处于点亮状态时图3的延长的照明组件的示意等距视图；
图11是根据本发明另一实施方式的延长的照明组件的透视图；
图12是图11的延长的导光体和PCB子组件的透视图；
图13是图12的延长的导光体的透视图。
图14是具有轮廓线的图12的导光体的局部后透视图；
图15是具有轮廓线的图12的导光体的局部前透视图。
图16是图11的延长的照明组件的截面图；
图17是处于点亮状态时图12的延长的导光体的示意等距视图；以及
图18是处于点亮状态时图11的延长的照明组件的示意等距视图。
具体实施方式
现在参考图1、2A和2B，其示出了包括多个延长的格栅元件11和格栅围栏12的汽车格栅组件10。在图1和图2A中，该格栅组件10处于未点亮状态，而在图2B中，该格栅组件10处于点亮状态。可以看出，每个格栅元件11的前缘被照亮，突出了该特定实施方式的重复的波纹图案。
现在参考图3至图8，其示出了根据本发明的实施方式的延长的照明组件20。该延长的照明组件20具有延长的外壳23、以发光二极管(未示出)为特征的印刷电路板(PCB)22、延长的导光体24以及具有基本上V形横截面和重复的波纹图案轮廓的延长的透镜21。该透镜21轮廓可以以各种不同的重复和非重复的图案成形。
该壳体23形成用于该照明组件20的背衬，其为该照明组件20提供结构增强并且可以由诸如丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)的耐候性塑料制造。该导光体24和PCB 22被容纳在该透镜21的V形内，该透镜21然后被连接或接合到该壳体23(例如通过焊接)，使得该导光体24和PCB 22被容纳在该透镜21和壳体23内。
如在图4和图5中最佳地看到的，该导光体24具有：第一端24a，其具有第一光接收表面24b；第二端24c，其具有第二光接收表面24d；以及发光表面24e，其对于该照明组件20的外部查看器来说是可通过该透镜21查看到的。PCB 22位于该导光体24的第一端24a和第二端24c两者处。位于每个PCB 22上的LED光源被定位为邻近该导光体24的该第一光接收表面24b和该第二光接收表面24d，其被配置为允许光通过该光接收表面24b、24c进入该导光体24。该导光体24适于基本上是透明的，并且处于未点亮的状态下无任何可见的离散光学特征而处于点亮状态下则是漫射的。当被点亮时，光在发光表面24e处离开该导光体24，在该表面上具有基本均匀的发光强度。
如在图6和7中最佳地看到的，该导光体24具有沿着其深度变化的横截面面积和轮廓。该导光体24具有前部区域24f(与该发光表面24e相邻)和后部区域24g(离该发光表面24e最远)。该后部区域24g具有的截面厚度比该前部区域24f大。在该实施方式中，该后部区域24g具有基本上球形的形状。该前部区域24f具有带状形状的基本上一致的截面厚度。
该发光表面24e具有与该透镜21的该前缘相同的重复的波形轮廓。该前部区域24f也具有这种重复的波形轮廓。如在图6和图7中最佳地看到的，该后部区域24g也具有重复的波形轮廓，但具有较小的幅度，这导致轮廓较直。
该导光体24还具有过渡区域24h，其连接该前部和后部区域24f、24g并且具有的轮廓从该后部区域24g的轮廓过渡到该前部区域24f的轮廓。
如图8所示，该导光体24被设置在该透镜21后面，该透镜具有带有发光表面21d的顶点区域21f(或前缘)并且一对间隔开的叶片部分21e延伸远离该顶点区域以限定基本上V形的横截面。该透镜21具有透明或着色的外部21a和不透明的内部21b，其中该透镜21沿着紧邻该发光表面21d后面并且邻近该导光体24的该发光表面24e的该顶点21f保持完全透明，以允许从该导光体24中发射的光进入该透镜21并在该发光表面21d处射出。这种组成的效果是，在未点亮的状态下，该格栅组件10具有均匀的外观，其中该导光体24被隐藏在该透镜21中。当该光源被激活时，该导光体24点亮并以基本上均匀的发光强度发射光通过该透镜21的光透射顶点区域21f到该发光表面21d。
该透镜21可以以许多不同的方式形成。例如，该透镜21可以是包括透明或着色的外部21a和不透明的内部21b的双组件透镜。该双组件透镜也可以在共同模制工艺中形成。替代性地，该透镜21可以是通过，例如施加涂料或薄膜涂层在内表面上形成不透明涂层的单一部件。透明部分(或窗口)21c可以通过蚀刻掉该不透明涂层或在涂布之前掩蔽该区域来形成。该窗口21c可以是大约10mm高。
现在参考图9和10，其示出了处于点亮状态下的该延长的导光体24和该延长的照明组件20的示意图，描绘了当该导光体24由单个LED光源点亮时光线的行为，以及该光线如何进入该导光体24并被引导朝向该发光表面24e。
该延长的导光体24被称为颗粒填充的导光体，以将其与晶体透明的导光体(传统的导光体)区分开。在传统的导光体中，光通过全内反射以最小的损失从光源处被透射到距离该源一定距离的点。
在这种颗粒填充的延长的导光体24中，光从该光源到该发光表面24e的透射通过组合使用内反射和光散射颗粒来实现。
通过该导光体24的几何形状促进内反射，其中光线通过该第一和第二光接收表面24b、24d进入该导光体24并且被引导沿着该导光体24的该后部区域24g。
该后部区域24g(球形形状和直线轮廓)的内部几何形状促进内反射，其中大部分光线的入射角接近该后部区域24g的外表面，从而促进内反射。
进入该延长的导光体24的大多数光线将遇到改变该光线的方向的光散射颗粒。这种光散射的效果是光线将沿着该过渡区域24h并进入该前部区域24f而遍布整个该导光体24，在那里，它们然后将通过该发光表面24e射出，也确保了光输出的均匀分布。
该光散射颗粒可以是尺寸和浓度足够的二氧化钛颗粒，使得当未点亮时该导光体看起来是透明的，而在点亮时提供基本上均匀的发光强度表面输出。
现在参考图11至16，其中示出了根据本发明的替代性实施方式的照明组件30。该照明组件30具有壳体31、以多个LED 33为特征的PCB 32、导光体34和具有基本上V形横截面和重复的波纹图案轮廓的延长的透镜35。与第一实施方式类似，该透镜35轮廓可以以各种不同的重复和非重复的图案成形。
该壳体31形成用于该照明组件30的背衬，其为该照明组件30提供结构增强并且可以由诸如丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)的耐候性塑料制造并且配置为接收该PCB 32。该导光体34被装配在该透镜35的V形内，该透镜35然后被连接或接合到该壳体31(例如通过焊接)，使得该导光体34和PCB 32被容纳在该透镜35和壳体31内。
如在图16中最佳地看到的，该PCB 32被定向成使得其平面横向于该透镜35的伸长方向的平面。多个LED 33被安装在该PCB 32的顶部和底部上，使得它们的输出方向朝向该导光体34和透镜35。该LED 33在该PCB32的顶部和底部上的位置受到该透镜35的轮廓的影响，使得该LED 33跟随轮廓图案。
该导光体34具有光接收表面34a，其邻近该LED 33；以及发光表面34b，其对于该照明组件30的外部查看器来说是可通过该透镜35查看到的。该导光体34被配置为允许光通过该光接收表面34a进入该导光体34。该导光体34适于基本上是透明的，并且处于未点亮的状态下无任何可见的离散光学特征而处于点亮状态下则是漫射的。当被点亮时，光在发光表面34b处离开该导光体34，在该表面上具有基本均匀的发光强度。
如在图14和15中最佳地看到的，该导光体34具有沿着其深度变化的轮廓。该导光体34的该发光表面34b具有与该透镜35的前缘相同的重复的波形轮廓。该导光体34的该光接收表面34a也具有重复的波形轮廓，但是具有较小的幅度，这导致轮廓较直。
该导光体具有前部区域34c(邻近该发光表面34b)，其具有形成带状形状并且遵循与该发光表面34b相同的轮廓的基本上一致的截面厚度。该导光体还具有过渡区域34d，其连接该前部区域34c和该光接收表面34a，并且具有的轮廓从该光接收表面34a的轮廓过渡到该前部区域34c的轮廓。如图8中所示，该导光体34被设置在该透镜35的后面，该透镜具有带有发光表面35d的顶点35f(或前缘)，并且一对间隔开的叶片部分35e延伸远离该顶点以限定基本上V形的横截面。该透镜35具有透明或着色的外部35a和不透明的内部35b，其中该透镜35沿着紧邻该发光表面35d后面并且邻近该导光体34的该发光表面34b的顶点35f保持完全透明，以允许从该导光体34发射的光进入该透镜35并在该发光表面35d处射出。这种组成的效果是，在未点亮的状态下，该格栅组件10具有均匀的外观，其中该导光体34被隐藏在该透镜31中。当该光源被激活时，该导光体34点亮并以基本上均匀的发光强度发射光通过该透镜31的光透射顶点区域31f到该发光表面31d。
该透镜35可以以许多不同的方式形成。例如，该透镜35可以是包括透明或着色的外部35a和不透明的内部35b的双组件透镜。该双组件透镜也可以在共同模制工艺中形成。替代性地，该透镜35可以是通过，例如施加涂料或薄膜涂层在内表面上形成不透明涂层的单一部件。透明部分(或窗口)35c可以通过蚀刻掉该不透明涂层或在涂布之前掩蔽该区域来形成。该窗口35c可以是大约10mm高。
现在参考图17和18，其示出了处于点亮状态下的该延长的导光体34和该延长的照明组件30的示意图，描绘了当该导光体34由单个LED光源点亮时光线的行为，以及该光线如何进入该导光体34并被引导朝向该发光表面34b。
该延长的导光体34被称为颗粒填充的导光体，以将其与晶体透明的导光体(传统的导光体)区分开。在传统的导光体中，光通过全内反射以最小的损失从光源处被透射到距离该源一定距离的点。
在这种颗粒填充的延长的导光体34中，光从该光源到该发光表面34b的透射通过组合使用内反射和光散射颗粒来实现。
通过该导光体34的几何形状促进内反射，其中光线通过该光接收表面34a进入该导光体34并且被引导通过该导光体34的该过渡和前部区域34d、34c。
该导光体34的内部几何形状促进内反射，其中大部分光线的入射角接近该导光体34的顶部和底部表面，从而促进内反射。
进入该导光体34的大多数光线将遇到改变该光线的方向的光散射颗粒。这种光散射的效果是光线将遍布整个该导光体34，在那里，它们然后将以均匀的光输出通过该发光表面34b射出。
在整个说明书和随后的权利要求书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和“包含”以及诸如“含有”的变形将被理解为暗示包括所述的整数或整数组，但不排除任何其他整数或整数组。
在本说明书中对任何现有技术的引用不是并且不应当被认为是承认任何形式的暗示：这样的现有技术形成公知常识的一部分。
本领域技术人员将理解，本发明在用途上不限于所描述的特定的应用。本发明在优选实施方式上也不限于本文所描述或描绘的特定元件和/或特征。将理解的是，本发明不限于所披露的一种或多种实施方式，而是能够在不脱离由所附权利要求阐述和限定的本发明的范围的情况下进行多种重新布置、修改和替换。

Claims (7)

1.一种延长的汽车照明组件(10，20，30)，其包含：
延长的壳体(23，31)；
至少一个光源；
延长的透镜(21，35)，其具有顶点区域(21f，35f)和一对间隔开的叶片部分(21e，35e)，该叶片部分(21e，35e)延伸远离该顶点区域(21f，35f)以与包含延长的发光表面(21d，35d)的该顶点区域(21f，35f)限定基本上V形的横截面，该叶片部分(21e，35e)连接到该延长的壳体(23，31)以限定外壳；以及
延长的导光体(24，34)，其用于引导光从该至少一个光源到该延长的发光表面(21d，35d)，该延长的导光体(24，34)包含远离该至少一个光源的一个或多个向该延长的发光表面(21d，35d)延伸的主体；
其中该导光体(24，34)被容纳在该外壳内并且在该透镜(21，35)的该叶片部分(21e，35e)之间，使得该导光体的发光表面(24e，34e)与该透镜(21，35)的该发光表面(21d，35d)相邻，其特征在于：
该导光体(24，34)包含多个光散射粒子，其中该延长的透镜(21，35)的该顶点区域(21f，35f)限定第一重复的波纹图案轮廓，该第一重复的波纹图案轮廓具有第一幅度。
2.根据权利要求1所述的组件，其中该导光体(24，34)的该发光表面(24e，34e)限定第二重复的波纹图案轮廓，该第二重复的波纹图案轮廓具有第二幅度。
3.根据权利要求2所述的组件，其中该第一重复的波纹图案轮廓与该第二重复的波纹图案轮廓相匹配。
4.根据权利要求3所述的组件，其中该延长的导光体(24，34)具有后部区域(24g)，该后部区域(24g)具有第三重复的波纹图案轮廓，该第三重复的波纹图案轮廓具有第三幅度，
其中该第三幅度小于该第二幅度。
5.根据权利要求1所述的组件，其中该顶点区域(21f，35f)是透光的。
6.根据权利要求1所述的组件，其中每个叶片部分(21e，35e)均包含不透明部分。
7.根据根据权利要求1所述的组件，其中该外壳是耐候性的。
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