CN112984458B - 带有集成光元件的不透明外透镜 - Google Patents

带有集成光元件的不透明外透镜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及带有集成光元件的不透明外透镜。一种发光组件包括外透镜。外透镜具有透镜外表面和透镜内表面。外透镜还限定了透镜外表面和透镜内表面之间的窗口。发光组件附加包括在窗口中固定到外透镜的光元件。光元件暴露在透镜外表面上，并且被构造成引导光束远离外透镜外表面。这种发光元件可以特别地适合在机动车辆上使用。

Description

带有集成光元件的不透明外透镜
技术领域
本公开涉及一种诸如用于机动车辆外部照明***的带有集成光元件的不透明外透镜。
背景技术
机动车辆典型地配备有外部照明***来提供外部照明，以便操作者在诸如夜间驾驶时的弱光条件下安全操作车辆，并增加车辆的醒目性。这种照明***还显示关于车辆存在、位置、大小、行驶方向的信息，并且提供信号功能以例如向其他接近车辆的操作者指示操作者对车辆的预期操纵。
车辆照明***通常包括安装或集成到车辆的前部、侧面、顶部和后部的灯组件的阵列。这种灯组件的阵列典型地包括布置成照亮车辆前方道路的前照灯、布置成发出车辆的预期操纵和行驶方向的信号的转向信号灯、旨在使车辆的位置可见的车顶和侧面标志灯，和典型地限定用于向车辆后部发出车辆正在减速或停止的信号的制动灯的尾灯。这种灯组件可以采用各种光源技术，例如白炽灯泡、卤素灯、高强度放电灯(HID)和发光二极管(LED)。
发明内容
一种发光组件包括外透镜。外透镜具有透镜外表面和透镜内表面。外透镜还限定了透镜外表面和透镜内表面之间的窗口。发光组件附加包括在窗口中固定到外透镜的光元件。光元件暴露在透镜外表面上，并且被构造成引导光束远离外透镜外表面。
外透镜可以是不透明的，使得透镜外表面不将光传递到透镜内表面。
光元件可以集成到透镜中并由透镜保持。
发光组件可以被构造成限定机动车辆的尾灯。
发光组件可以被构造成限定机动车辆的前照灯。
发光组件可以被构造成限定机动车辆的中央高位刹车灯(CHMSL)。
光元件被构造为光条或光导管。
在横截面侧视图中，外透镜可以包括透镜材料突起，该透镜材料突起从透镜外表面朝向透镜内表面引导并且被构造成将光元件保持在窗口中。
光元件可以布置成与透镜外表面齐平、凹入透镜外表面或从透镜外表面突出。
发光组件可以附加包括光源，该光源被构造成产生光源能量并将光源能量引导到光元件中。
透镜外表面可以具有限定90度拐角的形状。窗口可以围绕90度拐角延伸，并且光元件可以填充窗口，包括围绕90度拐角。
还公开了一种采用这种发光组件的机动车辆。
本发明提供下列技术方案。
技术方案1. 一种发光组件，包括：
外透镜，其具有透镜外表面和透镜内表面，并在所述透镜外表面和所述透镜内表面之间限定窗口；和
光元件，其在所述窗口中固定到所述外透镜，暴露在所述透镜外表面上，并且被构造成引导光束远离所述透镜外表面。
技术方案2. 根据技术方案1所述的发光组件，其中，所述外透镜是不透明的，使得所述透镜外表面不将光传递到所述透镜内表面。
技术方案3. 根据技术方案1所述的发光组件，其中，所述光元件被集成到所述外透镜中并由所述外透镜保持。
技术方案4. 根据技术方案1所述的发光组件，其中，所述发光组件被构造成限定机动车辆的中央高位刹车灯(CHMSL)。
技术方案5. 根据技术方案1所述的发光组件，其中，所述发光组件被构造成限定机动车辆的前照灯。
技术方案6. 根据技术方案1所述的发光组件，其中，所述发光组件被构造成限定机动车辆的尾灯。
技术方案7. 根据技术方案1所述的发光组件，其中，所述光元件被构造为光条或光导管。
技术方案8. 根据技术方案1所述的发光组件，其中，所述光元件布置成与所述透镜外表面齐平或者凹入所述透镜外表面。
技术方案9. 根据技术方案1所述的发光组件，其中，所述发光组件附加包括光源，所述光源被构造成产生光源能量并将所述光源能量引导到所述光元件中。
技术方案10. 根据技术方案1所述的发光组件，其中：
所述透镜外表面具有限定90度拐角的形状；
所述窗口围绕所述90度拐角延伸；并且
所述光元件填充所述窗口，包括所述90度拐角周围。
技术方案11. 一种机动车辆，包括：
车身，其沿着纵向轴线布置，并且具有第一车身端部和与所述第一车身端部相对的第二车身端部，所述第一车身端部被构造成当所述车辆相对于路面运动时面对迎面而来的环境气流；和
发光组件，其安装到所述车身，被构造成引导光束远离所述车身，并且具有：
外透镜，其具有透镜外表面、透镜内表面，并且在所述透镜外表面和所述透镜内表面之间限定窗口；和
光元件，其在所述窗口中固定到所述外透镜，暴露在所述透镜外表面上，并且被构造成引导光束远离所述车身。
技术方案12. 根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述外透镜是不透明的(不透光/半透明的)，使得所述透镜外表面不将光传递到所述透镜内表面。
技术方案13. 根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述光元件被集成到所述外透镜中并由所述外透镜保持。
技术方案14. 根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述发光组件相对于所述纵向轴线居中，使得所述发光组件被构造成限定中央高位刹车灯(CHMSL)。
技术方案15. 根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述发光组件被构造成限定前照灯。
技术方案16. 根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述发光组件被构造成限定尾灯。
技术方案17. 根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述光元件被构造为光条或光导管。
技术方案18. 根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述光元件布置成与所述透镜外表面齐平或者凹入所述透镜外表面。
技术方案19. 根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述发光组件附加包括光源，所述光源被构造成产生光源能量并将所述光源能量引导到所述光元件中。
技术方案20. 根据技术方案11所述的机动车辆，其中：
所述透镜外表面具有限定90度拐角的形状；
所述窗口围绕所述90度拐角延伸；并且
所述光元件填充所述窗口，包括所述90度拐角周围。
当结合附图和所附权利要求书时，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将从用于实施本公开的以下实施例和最佳模式的详细描述中变得显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的机动车辆的示意性透视图，该机动车辆具有车身和安装到车身的多个发光组件。
图2是根据本公开的图1所示广义发光组件的示意性透视图，该组件包括限定多个窗口的外透镜和在窗口中固定到外透镜的光元件的不同实施例。
图3是图2所示发光组件的示意性横截面侧视图。
图4是图2所示发光组件的示意性横截面俯视图。
图5是根据本公开的车辆的示意性透视后视图，该车辆采用提升门或行李箱盖，并且具有发光组件的相应尾灯实施例。
图6是图5所示发光组件的示意性横截面俯视图。
具体实施方式
参考附图，其中类似的附图标记表示类似的部件。图1示出了相对于路面12定位的机动车辆10的示意图。车辆10包括沿着虚拟纵向轴线X并且基本上平行于路面12布置的车身14。车身14限定了六个车身侧面。六个车身侧面包括第一车身端部或前端部16、相对的第二车身端部或后端部18、第一横向车身侧面或左侧面20和第二横向车身侧面或右侧面22、可包括车顶的顶部车身部分24和底部车身部分(未示出)。
左侧面20和右侧面22大体上彼此平行并相对于纵向轴线X设置，并横跨前端部16和后端部18之间的距离。车身14被限定为包括纵向轴线X。车辆10的乘客车厢(未示出)大体上由车身14的前端部16和后端部18以及左侧面20和右侧面22界定。前端部16被构造成当车辆10相对于路面12运动时面对迎面而来的环境气流28。当车辆10运动时，迎面而来的环境气流28基本上平行于车身14并沿着纵向轴线X移动。如图所示，车辆10还可以包括动力装置30，诸如内燃发动机、混合动力电动传动系(未示出)或其他替代类型的推进***。
如图1所示，车辆10还包括电气***32，该电气***32具有构造成接受电荷的能量存储装置34，诸如一个或多个电池。电气***32被构造成供应电流以操作车辆***，诸如外部照明，其包括多个发光组件，这些发光组件在图2中总体由数字36表示，并且被构造成产生相应的光束38(在图1中示出)。经由电气***32可操作的其他车辆***可以包括加热/通风/空调(HVAC)、车辆信息娱乐以及未示出的各种车载装置，诸如蜂窝电话充电器等。
如图1所示，为机动车辆10提供外部照明的具体发光组件可以限定车辆前照灯36A、尾灯36B、刹车灯36C、中央高位刹车灯(CHMSL) 36D、转向信号灯36E以及前侧、顶侧和后侧标志灯(未示出)。这种发光组件36可以指示主车辆的存在，例如位置、大小和行驶方向，并且提供信号功能以例如向其他接近车辆的操作者指示操作者对车辆的预期操纵。尽管本公开聚焦于用于机动车辆的外部照明的发光组件36，但是并不妨碍具有下述构造的发光组件用于其他汽车或非汽车应用中。
一般来说，前照灯36A被车辆10用来以投射的和特别瞄准的光束38照亮车辆前方的路面12。尾灯36B通常被构造成向车辆的后方发出主车辆存在的信号。尾灯36B被要求产生红光，并且被布线成使得每当前照灯36A启用时它们都被点亮。当车辆操作者施加主车辆的制动器时，与尾灯组件的其余部分相比，通常结合在尾灯组件36B中的制动灯或刹车灯36C以增加的强度被激活。一般来说，刹车灯36C被构造为恒光灯，其被激活以向跟随主车辆的驾驶员提供减速警告。
CHMSL 36D安装在高于车辆刹车灯36C的位置，并且旨在向车辆10后面的驾驶员提供警告，该驾驶员的车辆刹车灯的视野被***的车辆阻挡。CHMSL 36D还在刹车灯36C故障的情况下提供冗余刹车灯信号。转向信号灯36E通常被构造成通过重复的光束来发送信号通知车辆的行驶方向和车辆的预期操纵。转向信号灯36E可以是布置在车身14上任何地方的独立单元，或者被结合到包括前照灯36A和/或尾灯36B的照明组件中，以用于向主车辆的相应前方和后方发送信号通知车辆的行驶方向。
每个发光组件36(诸如组件36A、36B、36C、36D和36E)包括组件外壳40和固连到组件外壳的外透镜42，从而限定主题组件的内部空间46。外透镜42可以通过各种方法固连到组件外壳40，诸如集成的卡扣锁或独立的紧固件，或者通过用结构粘合剂或密封剂永久地熔合到其上，或者通过焊接过程永久地熔合到其上。外透镜42包括透镜外表面48和透镜内表面50。外透镜42限定了在外表面48和内表面50之间延伸到内部空间46中的贯穿窗口或孔口52。发光组件36还包括在窗口52中固定到外透镜42的光元件54。因此，光元件54可以集成到外透镜42中并由外透镜42保持。这种集成的外透镜42和光元件54可以通过两次注射成型工艺产生。
在示例性实施例中，发光组件36可以通过两次注射成型工艺形成。具体而言，外透镜42可以通过第一次树脂注射在第一模具中形成，冷却以形成包括(多个)窗口52的固体部分，然后转移到第二模具(或在第一模具中充分地重新布置)以接收第二次树脂注射以在(多个)窗口50中形成(多个)光元件54。替代地，一个或多个光元件54可以通过第一次树脂注射在第一模具中形成，被冷却以形成固体部分，然后转移到第二模具(或在第一模具中充分地重新布置)以接收第二次树脂注射以形成外透镜42，包括围绕(多个)光元件54的(多个)窗口52。两次注射成型工艺消除了对于将(多个)光元件54附接到外透镜42的附加紧固硬件的需求，当组件开启时，从发光组件36的外部看，这可能产生外透镜热点的外观。此外，两次注射成型工艺可以允许例如肋、角撑板等的加强特征在第二次树脂注射期间与(多个)光元件54一起形成在沿着(多个)窗口52的关键位置，从而产生更坚固的发光组件36。
光元件54暴露于透镜外表面48上的环境，即车辆周围环境，并且被构造成产生远离透镜外表面和车身14的特定于发光组件类型的光束38。光元件54可以被构造为构造成聚焦光束38的光条54A(作为透明晶体或者着色部件)或者构造成横跨发光组件36的预定跨度传输光的光导或者光导管54B。光元件54通常被构造为包含通过全内反射透射通过其中的光的透明实心件，或者中空管。如图3所示，特定的发光组件36可以包括光条54A和光导或光导管54B中的每一个。光元件54可以布置成与透镜外表面48齐平，凹入透镜外表面，或者从透镜外表面突出。图3具体示出了与透镜外表面齐平布置的光条54A，而光导管54B显示为凹入其中以暴露更多的导管表面。
如在图3中可以看到，在图2指示的横截面3-3中，外透镜42可以包括布置在窗口52的相对边缘上的透镜材料突起42A。如图所示，突起42A从透镜外表面48朝向透镜内表面50引导，并且被构造成将诸如光导管54B的光元件54保持在窗口52中。发光组件36附加包括连接到电子电路板58的一个或多个光源56。电子电路板58连接到电气***32。电子电路板58和每个光源56固定到组件外壳40并由组件外壳40支撑。每个光源56被构造成产生光源能量并将能量引导到光元件54中。
如图2所示，不透明外透镜42(并且具体地透镜外表面48)可以具有限定基本上90度拐角的形状60。窗口52围绕90度拐角延伸，并且光元件54填充窗口，包括90度拐角周围。带有具有形状60的不透明外透镜42的发光组件36(具体地尾灯36B)可以用在具有提升门或行李箱盖10A(如图5所示)的车辆10上。如在图5和图6中可以看到，各自具有形状60的两个发光组件36B可以彼此相邻布置，由车身14和尾门或行李箱盖10A之间的间隙62分开。在每个相邻发光组件36上填充窗口52到边缘并围绕的90度拐角的光元件54可以允许相邻光元件54之间的间隙62的视觉感知被最小化。具体而言，当被启用时，相邻的光元件54可以呈现横跨间隙62的接近连续的光元件的外观。图6以图5所示的横截面6-6描绘了发光组件36的尾灯36B实施例。发光组件36的类似布置也可以在车辆10的前端部16上用于风格目的。
光元件54在窗口52中而不是在内部空间46中固定到外透镜42允许减小内部空间46的尺寸。此外，在光元件54固定到不透明的外透镜42的情况下，诸如边框、反射器和相关联的附接硬件的部件可以被消除，因为这些元件不能从光元件54的外部看到，与将其(多个)光元件布置在外透镜42和组件外壳40之间的发光组件相比，内部空间46的尺寸可以进一步减小。由于消除了这样的部件，发光组件36的总质量也可以减小。
此外，如图4所示，组件外壳40可以在物理上小于外透镜42，即不需要延伸到外透镜的边缘。相对于将(多个)光元件布置在外透镜和组件壳体之间的发光组件，组件壳体40的尺寸的这种减小不仅减小了质量和尺寸，而且还使得在相应的发光组件36周围和后面的车身14的挡泥板或后顶盖侧板能够进行清洁。另外，因为光元件54固定到外透镜42，所以外透镜可以是不透明的，即不透光的，使得透镜外表面48不会将环境光传递到透镜内表面。结果，位于内部空间46中或不透明外透镜42和车身14之间的内部部件，如光源56、电子电路板58和组件附接硬件64(如图3和图4所示)，可能被不透明外透镜隐藏而看不见。
图4以图2所示的横截面4-4描绘了发光组件36的紧凑包装，该包装通过固定到外透镜42的光元件54以及不透明外透镜的使用来实现。反过来，发光组件36的紧凑尺寸可以允许更有效地利用由车身14封闭的空间。同时，(多个)光元件54产生(多个)光束38，该光束38在被投射离开车辆10之前必须穿过诸如外透镜42的另一种介质，而不会被遮挡和变暗。因此，发光组件36可以产生更明亮和更强烈的光束38，同时为车辆10提供更干净的外观。
详细描述和附图或图是对本公开的支持和描述，但是本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施要求保护的公开的最佳模式和其他实施例中的一些，但是存在用于实践所附权利要求中定义的公开的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或本说明书中提到的各种实施例的特征不一定被理解为彼此独立的实施例。相反，可能的是，在一个实施例的示例之一中描述的每个特征可以与来自其他实施例的一个或多个其他所需的特征相结合，导致没有用文字或通过参考附图来描述的其他实施例。因此，这些其他实施例落入所附权利要求的范围的框架内。

Claims (18)

1.一种发光组件，包括：
外透镜，其具有透镜外表面和透镜内表面，并在所述透镜外表面和所述透镜内表面之间限定窗口；和
光元件，其在所述窗口中固定到所述外透镜，暴露在所述透镜外表面上，并且被构造成引导光束远离所述透镜外表面，
所述透镜外表面具有限定90度拐角的形状；
所述窗口围绕所述90度拐角延伸；并且
所述光元件填充所述窗口，包括所述90度拐角周围；
所述发光组件通过两次注射成型工艺形成：
外透镜通过第一次树脂注射在第一模具中形成，冷却以形成包括窗口的固体部分，然后转移到第二模具或在第一模具中充分地重新布置以接收第二次树脂注射，以在窗口中形成光元件；或者
一个或多个光元件通过第一次树脂注射在第一模具中形成，被冷却以形成固体部分，然后转移到第二模具或在第一模具中充分地重新布置以接收第二次树脂注射，以形成外透镜，包括围绕光元件的窗口。
2.根据权利要求1所述的发光组件，其中，所述外透镜是不透明的，使得所述透镜外表面不将光传递到所述透镜内表面。
3.根据权利要求1所述的发光组件，其中，所述光元件被集成到所述外透镜中并由所述外透镜保持。
4.根据权利要求1所述的发光组件，其中，所述发光组件被构造成限定机动车辆的中央高位刹车灯(CHMSL)。
5.根据权利要求1所述的发光组件，其中，所述发光组件被构造成限定机动车辆的前照灯。
6.根据权利要求1所述的发光组件，其中，所述发光组件被构造成限定机动车辆的尾灯。
7.根据权利要求1所述的发光组件，其中，所述光元件被构造为光条或光导管。
8.根据权利要求1所述的发光组件，其中，所述光元件布置成与所述透镜外表面齐平或者凹入所述透镜外表面。
9.根据权利要求1所述的发光组件，其中，所述发光组件附加包括光源，所述光源被构造成产生光源能量并将所述光源能量引导到所述光元件中。
10.一种机动车辆，包括：
车身，其沿着纵向轴线布置，并且具有第一车身端部和与所述第一车身端部相对的第二车身端部，所述第一车身端部被构造成当所述车辆相对于路面运动时面对迎面而来的环境气流；和
发光组件，其安装到所述车身，被构造成引导光束远离所述车身，并且具有：
外透镜，其具有透镜外表面、透镜内表面，并且在所述透镜外表面和所述透镜内表面之间限定窗口；和
光元件，其在所述窗口中固定到所述外透镜，暴露在所述透镜外表面上，并且被构造成引导光束远离所述车身，
所述透镜外表面具有限定90度拐角的形状；
所述窗口围绕所述90度拐角延伸；并且
所述光元件填充所述窗口，包括所述90度拐角周围；
所述发光组件通过两次注射成型工艺形成：
外透镜通过第一次树脂注射在第一模具中形成，冷却以形成包括窗口的固体部分，然后转移到第二模具或在第一模具中充分地重新布置以接收第二次树脂注射，以在窗口中形成光元件；或者
一个或多个光元件通过第一次树脂注射在第一模具中形成，被冷却以形成固体部分，然后转移到第二模具或在第一模具中充分地重新布置以接收第二次树脂注射，以形成外透镜，包括围绕光元件的窗口。
11.根据权利要求10所述的机动车辆，其中，所述外透镜是不透明的(不透光/半透明的)，使得所述透镜外表面不将光传递到所述透镜内表面。
12.根据权利要求10所述的机动车辆，其中，所述光元件被集成到所述外透镜中并由所述外透镜保持。
13.根据权利要求10所述的机动车辆，其中，所述发光组件相对于所述纵向轴线居中，使得所述发光组件被构造成限定中央高位刹车灯(CHMSL)。
14.根据权利要求10所述的机动车辆，其中，所述发光组件被构造成限定前照灯。
15.根据权利要求10所述的机动车辆，其中，所述发光组件被构造成限定尾灯。
16.根据权利要求10所述的机动车辆，其中，所述光元件被构造为光条或光导管。
17.根据权利要求10所述的机动车辆，其中，所述光元件布置成与所述透镜外表面齐平或者凹入所述透镜外表面。
18.根据权利要求10所述的机动车辆，其中，所述发光组件附加包括光源，所述光源被构造成产生光源能量并将所述光源能量引导到所述光元件中。
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