CN108603649A - 特别用于刹车灯的照明模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种意图配置在窗或者透明或半透明玻璃面板的后方的照明信号模块(6)，所述模块包括：用于能够发射光线的至少一个光源(10)的位置；以及光学***(14、18)，能够使由一个或更多个光源(10)发射的光线转向，从而沿着模块的光轴(12)形成光束，所述光学***在与光轴(12)交叉的主方向(13)上延伸并包括射线的出射面(182)。光学***(14、18)的出射面(182)在弧矢截面中具有凹入或凸出的大体弯曲轮廓。

Description

特别用于刹车灯的照明模块
技术领域
本发明涉及照明和信号灯领域，特别地，涉及用于机动车辆的照明和信号灯领域。更特别地，本发明涉及一种意图设置在诸如机动车辆的后灯的信号灯装置的壳体中的照明模块。甚至更特别地，本发明涉及一种用于特别地意图设置在机动车辆的后挡风玻璃后方的高位刹车灯的照明模块。
背景技术
公开的专利文献FR 2 614 969A1公开一种大照亮范围的信号灯，诸如例如用于机动车辆后挡风玻璃的刹车灯(通常也称为第三刹车灯)。该信号灯包括白炽灯泡型的光源、环绕光源的透明曲面第一光学元件和透明的大体上平面的第二光学元件。第一光学元件包括能够接收光源的射线的入射面和能够使光源的光沿着第二光学元件均匀地分布的菲涅耳阶梯状或面状的出射面。后者为大体上平面且包括也具有菲涅耳阶梯状的后入射面，所述菲涅耳阶梯被构造为使入射光线沿着信号灯的光轴偏离。第二光学元件实际上是准直器。该教导的信号灯的优点在于：以简单的方式寻求以使光沿着灯的主方向均匀地分布，其中所述主方向横向于光轴。射线在竖直方向上的准直通过沿第一光学元件和/或第二光学元件的入射面大体上水平地延伸的条纹(striation)来确保。然而，这些条纹是光束中的照明损失和不均匀性的起因。
公开的专利文献FR2 794 218A1公开了一种第三刹车灯类型的也具有大照亮范围的信号灯。该灯包括白炽灯泡型的光源、准直器和平凸透镜，该平凸透镜能够使从准直器发射的平行光线汇聚在焦点区段上。为了进行此，透镜的大体上凸出的前表面包括竖直地延伸的一系列弯曲表面或枕形透镜。这些表面使射线沿着与枕形透镜的方向大体上垂直的焦点区段汇聚，因此是大体上水平的。焦点区段位于灯意图被安装所在的窗的内表面上。因此，窗的接收灯的区域可以是不透明的，然而除了与焦点区段对应的狭缝以外。灯的内部可因此通过设置在窗上的不透明层或分隔部而从车辆的外部被隐藏。另外，灯被制成为当其被关闭时从车辆的外部几乎不可见。这种设计尽管是有利的，但是也具有一些缺点，诸如特别地，需要存在不透明层或分隔部的事实，因此被照亮的区域必须是薄的。
发明内容
本发明的目的是减轻现有技术的至少一个缺点，特别是前述现有技术的缺点。更特别地，本发明的目的是提供一种诸如高位刹车灯的照明装置，其具有令人满意的光学效率、产生令人满意的均匀光束并且当其被设置在透明或半透明外透镜或窗(在适用的情况下可能被着色)后方时相对于其关闭和开启外观提供更多的自由度。
在这方面中，本发明的一个主题是一种照明模块，照明模块意图设置在半透明或透明透镜或窗的后方，特别地为机动车辆的后挡风玻璃，所述模块包括：用于能够发射光线的至少一个光源的位置；以及光学***，能够使由一个或更多个光源发射的光线偏离，从而沿着模块的光轴形成光束，所述光学***沿横向于光轴的的主方向延伸并包括用于射线的出射面；值得注意的是，光学***的出射面在弧矢截面(sagittal cross section)中具有凹入或凸出的大体弯曲轮廓。
根据本发明的一个有利实施方案，光学***的出射面不具有光学图案。
根据本发明的一个有利实施方案，光学***的出射面是光滑的。
根据本发明的一个有利实施方案，光学***的出射面被粒化，且优选地具有小于20微米的粗糙度Ra。
根据本发明的一个有利实施方案，光学***的出射面包括光滑的区域和被粒化的区域(grained zone)。
根据本发明的一个有利实施方案，光学***的出射面的弯曲轮廓在与光轴平行和且与所述***的主方向平行的平面中和/或在与光轴平行且与所述主方向垂直的平面中。
根据本发明的一个有利实施方案，光学***包括至少一个半透明或透明的光学元件，该光学元件具有用于光的入射面和出射面，所述面中的至少一个包括菲涅耳阶梯。
根据本发明的一个有利实施方案，所述光学元件或多个所述光学元件中的一个光学元件的出射面形成光学***的出射面。
根据本发明的一个有利实施方案，光学***包括半透明或透明的第一光学元件，第一光学元件具有入射面，入射面能够接收由一个或更多个光源发射的射线，入射面优选地直接接收由一个或更多个光源发射的射线，所述入射面包括菲涅耳阶梯。
根据本发明的一个有利实施方案，第一光学元件的入射面上的菲涅耳阶梯具有环形和/或弯曲轮廓，所述光学元件包括具有直线的菲涅耳阶梯的出射面。
根据本发明的一个有利实施方案，第一光学元件的出射面的菲涅耳阶梯与光学***的主方向垂直。
根据本发明的一个有利实施方案，光学***包括半透明或透明的第二光学元件，第二光学元件具有入射面，入射面能够接收源自第一光学元件的射线，且出射面形成光学***的出射面。
根据本发明的一个有利实施方案，第二光学元件的入射面包括直线的菲涅耳阶梯。
根据本发明的一个有利实施方案，第二光学元件的入射面上的菲涅耳阶梯与光学***的主方向垂直。
根据本发明的一个有利实施方案，第二光学元件包括由填充空气的腔分开的两个子元件，第一子元件带有入射面，第二子元件带有形成光学***的出射面的出射面。
本发明的另一主题是一种用于机动车辆的照明装置，所述装置包括壳体和照明模块，值得注意的是，所述照明模块是根据本发明的照明模块。
本发明的措施在如下方面是有利的：它们允许生产不会产生更多图案或其他不均匀性的大体上薄且水平方向宽的信号灯束(诸如特别地用于第三刹车灯或高位刹车灯)。另外，该模块的出射面的凹入形状或凸出形状允许其大体上光滑，并且因此当关闭时其外观是小巧(discreet)且均匀的。更特别地，相对于以上在关于现有技术的部分中提到的文献FR2 614 969A1的灯，出射面凸出或凹入的事实允许将传播信号束且将使得信号束更均匀。出射面的凸出或凹入参与射线的竖直偏离，因此使得能够在没有菲涅耳阶梯的情况下进行。这些阶梯光损失和不均匀性的源头。相对于在以上在关于现有技术的部分中也提到的文献FR 2 794 218A1的灯，出射面凸出或凹入的事实允许避免由于枕形透镜而导致的更多的图案的形成。另外，在出射面上不存在枕形透镜使得其关闭的外观均匀且小巧，这增大了设计灵活性，特别地关于照明装置的高度以及照明装置相对于后挡风玻璃的位置。具体地，在FR 2 794 218A1的教导中，模块远离后挡风玻璃定位，且后挡风玻璃具有带有薄水平狭缝的不透明层。根据本发明，外透镜或窗不具有不透明分隔部。
附图说明
根据下面的说明和附图将更好地理解本发明的其他特征和优点，其中：
-图1是根据本发明的配备有高位刹车灯的机动车辆的后视图；
-图2是根据本发明的沿着图1的灯的II-II的截面图；
-图3是根据本发明的沿着图1的灯的III-III的截面图。
具体实施方式
在以下描述中，当照明装置在车辆上的安装位置中定向时，表示垂直度和水平度的概念。此外，在各种图中清楚地限定照明装置的定向。
图1是机动车辆2的后部的视图。以传统和已知的方式，车辆包括后挡风玻璃4，该后挡风玻璃4能够紧固到车身或在诸如后挡板的后开口上。车辆2包括信号灯6，该信号灯6设置在后挡风玻璃4的顶部处，更精确地被载置在所述挡风玻璃的后方。在当前的情况下，参考设置在左下和右下的两个传统刹车灯，什么灯通常被称为“第三刹车灯”或高位刹车灯的一个问题。该高位刹车灯或“第三刹车灯”还被称为CHMSL(缩写表达式“中心高位刹车灯(center high-mounted stop lamp)”)。这种高位刹车灯还可在后挡风玻璃的底部处安装在置物架上或者在后挡风玻璃的上方或甚至在行李箱盖的顶部处安装在车身中。当高位刹车灯意图设置在后挡风玻璃的后方时高位刹车灯包括壳体，壳体的开口被后挡风玻璃封闭，而在高位刹车灯集成到车身中的情况下，高位刹车灯包括由半透明或透明的外透镜封闭的壳体，在颜色方面，该半透明或透明的外透镜在适用的情况下可以为红色。根据本发明，外透镜缺乏不透明的分隔部。
图2是沿着图1的照明装置或灯6的II-II的横向(即纵向(相对于车辆))水平截面的局部视图。
图3是沿着图1的灯6的III-III的弧矢(即纵向(相对于车辆))竖直截面的视图。
信号灯6沿与当灯被安装在车辆上就位时的水平对应的主方向13延伸。主方向13还与图2中的水平对应。灯包括一个或更多个光源10的保持件8。可以是发光二极管(LED)或者甚至白炽灯泡的问题。在光源为LED的情况下，保持件8可以为印刷电路板(PCB)。在存在多个光源的情况下，多个光源可在灯的主方向上并排设置或者均匀分布。一个或更多个光源被构造为在与信号灯6的光轴13平行的主方向上照亮。
信号灯6还包括光学***，该光学***实质上由第一光学元件14和第二光学元件18构成。与透镜类似，第一光学元件由半透明或透镜材料构成，并具有入射面141和出射面142。在本情况中，第一光学元件14大体上弯曲为包括在90°和180°之间的扇形，从而收集通过光源10发射的大部分光。入射面141可大体上光滑或如图3所示包括所谓的菲涅耳阶梯(Fresnel echelon)，菲涅耳阶梯被构造为使源自一个或更多个光源的射线实质上竖直地偏离。出射面142有利地包括如图2中所示的所谓菲涅耳阶梯或条纹，从而控制光线的水平传播。遮蔽件16可围绕第一光学元件14设置。
第二光学元件18设置为接收通过第一光学元件14偏离的光线。就像第一光学元件一样，与透镜类似，第二光学元件18由半透明或透镜材料构成，并具有入射面181和出射面182。第二光学元件有利地为大体平面，并沿灯6的主方向延伸。入射面181包括所谓菲涅耳阶梯或条纹，从而能够使源自第一光学元件14的射线实质上竖直地偏离。这些条纹或阶梯因此实质上竖直地延伸。然而，它们可具有以光轴12为中心的特定曲率。
根据一个变型(未示出)，第二光学元件18包括由填充空气的腔分开的两个子元件，带有入射面181的第一子元件和带有形成光学***14、18出射面的出射面182的第二子元件。这有利地允许通过如下方面改善模块当被关闭时的美学，所述方面为：由入射面181带有的菲涅耳图案通过出射面182和通过透明外透镜或窗而是不容易可见的。
第二光学元件18的出射面182是大体上凹入的。更精确地，出射面182的截面沿着竖直纵向或弧矢平面(图3)的轮廓是大体上弯曲的且凹入的。所讨论的竖直轮廓具有单一凹度。竖直轮廓可与圆弧或更复杂的函数对应。竖直轮廓的平均半径可被包括在10mm和50mm之间。该轮廓的形状有利地延伸大于所讨论的出射面182的长度50％，优选地延伸大于所讨论的出射面182的长度80％。然而将理解的是，所讨论的轮廓可沿着灯的主轴变化。出射面182的在水平纵向或横向平面的截面(即沿着图1的截面线II-II)也可具有凹入和弯曲的轮廓。在这种情况下，水平轮廓于是也具有单一凹度，该单一凹度的平均曲率半径高于竖直轮廓的曲率半径。该半径可被包括在7米和12米之间。
如在图3中可见，从第一光学元件14发射并进入第二光学元件18的射线在实质上水平平面中。射线如此通过第二光学元件18的半透明或透明材料的厚度而在实质上水平平面中行进。凹入的出射面182使射线竖直地发散，且因此确保光线的分布。该效果在灯(沿着竖直方向)具有小高度时是特别有利的。
参照出射面的水平轮廓还可以是凹入的上述论述，这种凹入的轮廓具有与竖直轮廓的效果相似的效果，即，使光线水平地传播。
对于刚刚上述的内容可选地，第二光学元件的出射面的竖直或弧矢轮廓可以是凸出的。在这种情况下，该效果将是使射线朝向在信号灯前方且接近信号灯的区域汇聚。与凹入轮廓的信号灯类似，射线将随后竖直地发散。该凸出轮廓可与圆弧对应或与更复杂的函数对应。该凸出轮廓的平均半径可被包括在10mm和50mm之间。竖直轮廓的凸出形状有利地延伸大于所讨论的出射面的长度的50％，且优选地延伸大于所讨论的出射面的长度的80％。然而将理解的是，所讨论的轮廓可沿着灯的主轴变化。出射面的在水平纵向或横向平面的截面(即沿着图1的截面线II-II)也可具有凸出和弯曲的轮廓。在这种情况下，水平轮廓于是也具有单一凹度，该单一凹度的平均曲率半径高于竖直轮廓的曲率半径。该半径可被包括在7米和12米之间。
通常，第二光学元件18的出射面182的全部区域或仅特定区域被粒化(grained)，例如具有小于20微米的粗糙度Ra，优选地具有小于10微米且高于3微米的粗糙度Ra。这种细粒化使射线分散，使得能够避免或减少任意更多的图案或不均匀性的冲击。
根据本发明的一个必要特征，光学***是人造聚合物制成的单一部件：第一光学元件和第二光学元件，且在适用的情况下第二光学元件的两个子元件一体地形成并由相同的材料制成。它们通过基底而被接合。通过注射成型人造聚合物来生成光学***。优选地，聚合物为聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
尽管本发明的一个特别优选的应用是生产用于机动车辆的高位刹车灯，但是无论为在车辆的后挡风玻璃后方设置在壳体中的类型或具有由半透明或透明的外透镜封闭并且集成到车辆外部的车身中的壳体的类型，照明模块还可以用于生产包括由半透明或透明外透镜封闭的壳体的内部照明装置。

Claims (15)

1.一种照明模块(6)，意图设置在半透明或透明的外透镜或窗的后方，所述模块包括：
-用于能够发射光线的至少一个光源(10)的位置；以及
-光学***(14、18)，其能够使由一个或更多个光源(10)发射的光线偏离，从而沿着所述模块的光轴(12)形成光束，所述光学***沿横向于所述光轴(12)的主方向(13)延伸并包括用于光线的出射面(182)，
其特征在于，
所述光学***(14、18)的出射面(182)在弧矢截面中具有凹入或凸出的大体弯曲轮廓。
2.根据权利要求1所述的模块(6)，其特征在于，所述光学***包括至少一个半透明或透明的光学元件(14、18)，至少一个所述半透明或透明的光学元件(14、18)具有用于光的入射面(141、181)和出射面(142、182)，所述面(141、142、181)中的至少一个包括菲涅耳阶梯。
3.根据权利要求2所述的模块(6)，其特征在于，所述光学元件(18)或所述光学元件(18)中的一个的出射面(182)形成所述光学***(14、18)的出射面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的模块(6)，其特征在于，所述光学***(14、18)的出射面(182)不具有光学图案。
5.根据权利要求4所述的模块(6)，其特征在于，所述光学***(14、18)的出射面(182)是光滑的。
6.根据权利要求4所述的模块(6)，其特征在于，所述光学***(14、18)的出射面(182)被粒化，且优选地具有小于20微米的粗糙度Ra。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的模块(6)，其特征在于，所述光学***的出射面(182)包括光滑的区域和被粒化的区域。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的模块(6)，其特征在于，所述光学***包括半透明或透明的第一光学元件(14)，所述第一光学元件(14)具有入射面(141)，所述入射面(141)能够接收由一个或更多个所述光源(10)发射的光线，所述入射面(141)优选地直接接收由一个或更多个所述光源(10)发射的光线，所述入射面(141)包括菲涅耳阶梯。
9.根据权利要求8所述的模块(6)，其特征在于，所述第一光学元件(14)的入射面(141)上的菲涅耳阶梯具有环形和/或弯曲轮廓，所述光学元件(14)包括具有直线的菲涅耳阶梯的出射面(142)。
10.根据权利要求9所述的模块(6)，其特征在于，所述第一光学元件(14)的出射面(142)上的菲涅耳阶梯与所述光学***的主方向垂直。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的模块(6)，其特征在于，所述光学***包括半透明或透明的第二光学元件(18)，所述第二光学元件(18)具有入射面(181)，入射面(181)能够接收源自所述第一光学元件(14)的光线，且出射面(182)形成所述光学***(14、18)的出射面。
12.根据权利要求11所述的模块(6)，其特征在于，所述第二光学元件(18)的入射面(181)包括直线的菲涅耳阶梯。
13.根据权利要求5和12所述的模块(6)，其特征在于，所述第二光学元件(18)的入射面(181)上的菲涅耳阶梯与所述光学***(14、18)的主方向(13)垂直。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的模块(6)，其特征在于，所述第二光学元件(18)包括由填充空气的腔分开的两个子元件，第一子元件带有所述入射面(181)，第二子元件带有形成所述光学***(14、18)的出射面的所述出射面(182)。
15.一种用于机动车辆(2)的照明装置，所述装置包括壳体和照明模块，其特征在于，所述照明模块为权利要求1至14中任一项所述的照明模块。
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