CN113329912A - 车辆顶灯的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于发光的装置，特别是用于车辆客舱顶灯(100)，其包括：分离管(7)，其由对所用辐射不透明的材料制成，其旨在放置在形成用于照明光的出口的孔径(101)中，其沿着与孔径正交的轴线是管状的且具有“c”形的径向截面，以形成轴向窗口(71)，限界光引导件(53)，其环绕分离管(7)，具有：环形的出口屈光界面(55)；基部(57)，在出口屈光界面的轴向延伸部分上；轴向延伸部(59)，至少在基部(57)一部分上轴向延伸，包括入口屈光界面(61)，其放置为面向限界光源(51)，照明光引导件(33)，其轴向地定位成面向分离管的照明光源(31)且与孔径(101)轴向地偏移，其包括：入口屈光界面(35)，其放置为面向照明光源(31)；全反射表面(39)，通过入口屈光界面(35)进入的光从全反射表面相对于入口屈光界面(35)的法线以预设的倾斜角反射；以及出口屈光界面(37)，从全反射表面(39)反射的光通过出口屈光界面在孔径(101)的方向上发射。

Description

车辆顶灯的照明装置
技术领域
本发明涉及照明装置，特别是车辆客舱顶灯。
背景技术
车辆客舱通常设置有头顶照明装置，也称为顶灯，其为驾驶员或乘客提供额外的照明，允许例如查看地图或阅读文本。
这些装置通常包括一个或多个光源，它们位于车辆顶灯中，驾驶员或乘客致动开关以打开或关闭光源。光源产生的光束被形成(以使其集中并增加其均匀性)然后指向驾驶员或乘客的预期位置——通常是他们应该占据的座位。
在为使车辆的乘客舱外观整洁而做出美学选择的背景下，已知的做法是将光源放置在窗户后面，窗户的大部分区域覆盖有不透明层，并且覆盖有触摸表面，通过与用户的手指或手的接触的致动来开启或关闭照明，其光束经由不透明层中的孔径穿过窗口。
为了描绘触摸表面的段(其致动触发照明打开)，可以使用背光轮廓，其环绕照明光束通过的孔径。背光的优点是使触摸表面形成致动器的部分在夜间车辆客舱的黑暗或半光下可见。
为了获得背光轮廓，将限界光源放置在顶灯中，并配备相关联的光引导件。
在支撑二极管的印刷电路板上，形成照明和限界光源的两组二极管、以及相关联的引导件或透镜的存在，以及其他元件的可能存在，例如顶部扬声器(在多媒体装置的背景下)，需要在所述印刷电路板和与用户交互的可见表面之间存在间隙。
这种间隙，其与两个嵌套的限界和照明光源相关联，使得光束的路由变得复杂，特别是考虑到光束必须倾斜并从中心顶灯朝向驾驶员和乘客定向。
发明内容
为了至少部分地解决上述问题，本发明的一个主题是一种发光装置，特别是用于车辆客舱顶灯，其特征在于，其包括：
-分离管，由对所用辐射不透明的材料制成且旨在放置在形成用于照明光的出口的孔径中，且其沿着与孔径正交的轴线是管状的且具有"c"形的径向截面，以形成轴向窗口,
-限界光引导件，环绕分离管，具有：
-环形的出口屈光界面,
-基部，在出口屈光界面的轴向延伸部上，
-轴向延伸部，其至少部分地延伸基部，在其与基部相对的端部处包括入口屈光界面，入口屈光界面放置为面向限界光源,
-照明光的引导件，其轴向地定位成面向分离管的照明光源且与孔径轴向地偏移，包括：
-入口屈光界面，其放置为面向照明光源，
-全反射表面，通过入口屈光界面进入的光从全反射表面相对于入口屈光界面的法线以预设的倾斜角反射，
-出口屈光界面，从全反射表面反射的光通过出口屈光界面在孔径的方向上发射。
照明光的引导件允许获得倾斜的光束，其经由轴向窗口发射到孔径。所使用的光引导件可以允许支承光源的印刷电路板从顶灯的立面向后倒退。
所述装置还可以具有以下一个或多个特征，其可以单独实现，也可以组合实现。
限界光引导件可以对于每个限界光源包括至少一个轴向柱，其与基部一体地形成且由相同的材料制成，以在基部的方向上形成用于由限界光源发射的光的光引导件，且具有：
切向壁，其平行于基部的壁，以及径向壁，其在基部的方向上张开，
上壁，其形成定位成面向限界光源之一的入口屈光界面，
环形基部可以包括材料段，其将光散射以增加出口屈光界面的环形区域上的光强度的均匀性。
照明光的引导件的入口屈光界面可以采取菲涅尔透镜的形式，照明光源位于其焦点处。
照明光的引导件的出口屈光界面可以包括透镜，孔径位于其焦点处。
照明光的引导件可以采取斜截圆柱体的形式，斜截表面形成全反射表面。
照明光的引导件可以制造为肘部的形式，包括两个圆柱段，其中一个支承入口屈光界面，另一个支承出口屈光界面，两个圆柱段之间的肘部支承全反射表面。
本发明的另一主题是车辆顶灯，其特征在于，其包括至少一个如上所述装置，且在于，照明光束朝向车辆的乘员的位置定向。
所述顶灯还可以包括立面，立面的大部分区域是不透明的且其包括透明的圆形窗口，该窗口面向分离管的与光源相对的端部，以形成孔径。
所述顶灯还可以包括环形的窗口，其面向限界光引导件的环形基部的出口屈光界面。
立面可以在其大部分区域上包括不透明的层或涂层，且圆形和环形的窗口的透明度可以在10％至50％之间。
立面可以包括至少一个触摸表面，当检测到与用户的身体的一部分的接触时，所述触摸表面打开或关闭照明光源。
所述触摸表面可以放置为与孔径齐平。
顶灯可以特别地包括两个如上所述的装置，一个在车辆的驾驶员的方向上发射照明光束，另一个在车辆的前排乘客的方向上发射照明光束。
附图说明
通过阅读以下以说明性和非限制性示例的方式给出的描述和附图，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚，其中：
图1示意性地示出了具有顶灯的车辆乘客舱，所述顶灯包括两个照明装置；
图2示出了顶灯外的照明装置；
图3示出了用于图2的装置的照明光的引导件的剖视图；
图4示出了图3的光引导件的替代实施例的侧视图；
图5示出了图2的装置的限界照明模块的透视图；
图6示出了图2的装置的俯视图；
图7示出了组合根据图2的两个装置的顶灯的一个实施例的透视图。
参考附图描述的实施例是示例。虽然描述中提到了一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个引用都涉及相同的实施例，或者特征仅适用于一个实施例。各种实施例的各个特征也可以组合以形成其他实施例。
下面使用的诸如“第一”和“第二”之类的术语仅作为参考给出，并不表示任何特定的偏好或组装顺序。
参考附图还使用了许多位置限定词，例如“上方”或“下方”、“下方”、“向左”等。这些限定词仅用于帮助理解所描述的图和它们所示出的实施例。特别地，装置的给定实施例可以无形地被安装(immaterially be mounted)在以各种方式定向的表面上。
具体实施方式
图1示意性地示出了机动车辆客舱，其包括顶灯100，在顶灯100中放置了照明装置。特别地，示出了光的两个出口101、103，经由这两个出口分别在车辆的用户U，驾驶员或乘客的方向上发送光束。
顶灯100在图2中以截面图部分地示出。特别地，在图2中，单个孔径101被示出为具有单个发光装置。
发光装置1特别地包括照明光产生模块3和限界光产生模块5。照明光产生模块3产生用于照亮乘客舱的光束，例如以便允许读取地图，因此相对较强。限界光产生模块5提供的照明用于定位和/或描绘支撑与孔径101、103齐平的触摸表面的区域的段，例如以允许用户U在黑暗的乘客舱(夜晚、隧道、地下停车场等)中打开照明光产生模块3。
照明光产生模块3特别地包括照明光源31，例如大功率二极管，特别是通常大于100流明的白光二极管，以及照明光的引导件33。照明光产生装置3特别地在径向方向上平行于孔径101的平面相对于所述孔径偏移。
照明光的引导件33在图3中更详细地示出，并且在下面参考该图进行讨论。
限界光产生模块5包括限界光源51，其可以特别地附接至与照明光源31相同的平面印刷电路板上。限界光源51可以例如是可选颜色的、低功率(30-50流明)的发光二极管。
限界光产生装置5还包括环绕分离管7的限界光引导件53。限界光引导件53包括出口屈光界面55，其在这里是环形的。
分离管7是管状的，由对可见辐射不透明的材料制成，其旋转轴线平行于限界光引导件53的旋转轴线，且其径向截面为"c"形，以便形成轴向窗口71(见图5和图6)，该窗口在照明模块3的方向上定向。由所述照明模块3产生的光束穿过所述轴向窗口71，然后穿过所述孔径101。
分离管7可以是单独的部件，集成到组件中，或者实际上例如是与立面4一体地形成且由相同的材料制成的部件，或者是固定保持器，例如支承上面放置有光源31、51的印刷电路板。在分离管7是例如与立面4一体地形成且由相同的材料制成的情况下，屏蔽采用立面4的脊或突起的形式。
限界光引导件53由折射率较高的透明材料制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA(折射率大于1.2)，以便促进所述引导件53的轴向壁的全反射。PMMA还具有重量轻且易于模制的优点，例如通过注射模制。
所述光引导件53在出口屈光界面55的轴向延伸部上包括基部57，且其在这里因此基本上是管状的。轴向延伸部59从环形基部57延伸，其至少部分地轴向地延伸基部57，在其与基部相对的端部处包括限界光引导件53的入口屈光界面61。所述光引导件53在这里特别包括两个轴向延伸部59，每个轴向延伸部具有一个入口屈光界面61。
轴向延伸部59例如是轴向柱，其与基部57一体地形成且由相同的材料制成，且其在所述基部57的方向上张开，以便更好地引导光束，特别是将光分布在整个出口屈光界面55上。因此，轴向延伸部包括：切向壁，其与环形基部的壁平行；径向壁，其在环形基部的方向上张开；以及上壁，其形成入口屈光界面61。
入口屈光界面61，在顶灯100的组装状态下，面向限界光源51。轴向延伸部59和限界光源51围绕管状限界光引导件51的环形周边规则地分布。
限界光引导件51的基部的下段63(其与出口屈光界面55齐平)由散射材料制成，例如通过添加玻璃颗粒或实际上通过烧结PMMA颗粒来实现，以便分布由限界光源51产生的光。
顶灯100还包括立面4，其大部分正面区域，即对车辆的乘员可见的区域，是不透明的。立面4支承透明的圆形孔径101、103，孔径各自定位成面向在与光源31、51相对的一侧上的中心管8的一端，并且面向限界光引导件53的出口屈光界面55。孔径101、103的透明度特别地在10％至40％之间，经由该透明度，由光源31、51发送并由引导件33、53引导的光被传递到乘客舱要被照明的段。
在一个特别的配置中，孔径101、103各自包括圆形的窗口，其定位成面向照明光的引导件33的出口屈光界面37，以及环形的窗口，其环绕圆形的孔径，其尺寸对应于限界光引导件53的出口屈光界面57的尺寸，且其定位成面向所述出口屈光界面57。
因此，给定孔径的照明光和限界光经由孔径101、103的不同窗口传递。
特别地，立面4包括透明材料的板41，以及不透明的层或涂层43，其大部分区域是有颜色的，除了对应于孔径101、103的段。
在图2的实施例中，有颜色材料的板43是相对厚的(例如，几毫米到1cm)。通过移除不透明材料的所述板43来形成孔径101、103的事实导致沟槽的存在，或壳体的存在，在其中可以***光引导件33、53的段，以在组装期间定位和保持在位。
例如，限界光引导件51的段，这里是环形基部63，被***因此形成的壳体中。
透明层41的正面区域特别由透明的触摸表面覆盖，当检测到与用户U的身体的一部分的接触时，该触摸表面打开或关闭照明光源31。当照明光源31打开或关闭时，与触摸表面的接触也可以用于分别打开或关闭限界光源53。
触摸表面，或其活动区域的至少一部分，有利地限于由孔径和可选的它们的紧邻部分所描绘的区域。限界光产生模块5然后用于向乘员指示和描绘正面区域的段，用手指或手按压抵靠该段以打开和/或关闭照明光源31。
一个或多个孔径101、103(图1)可以分别包括附加的透镜，可选的是菲涅尔(Fresnel)透镜，用于形成照明光束。该附加的透镜有利地放置在孔径101、103的内面上(朝向光源31、51)，以期使可见表面具有统一的外观。然而，将所述附加透镜放置在外表面上可以通过形成浮凸而使得通过触摸更容易发现孔径101、103。
图3是单独的照明光的引导件33的截面图。照明光的引导件33也由相对高折射率的透明材料制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA(折射率大于1.2)，以引起除入口和出口屈光界面35、37以外的壁的全反射。
照明光的引导件33的本体的形状是管状，其在与照明光源31相对的一侧由相对于管的轴线倾斜的平面截断。截断的所得表面形成平坦且大致椭圆形的全反射表面39。
照明光的引导件的入口屈光界面35旨在放置为面向照明光源31。
在图3的实施例中，入口屈光界面35采取会聚透镜的形式，且特别是为了更大紧凑型的菲涅尔透镜。在顶灯100的组装状态下，照明光源31优选地位于透镜的焦点F处。以此方式，光束通过在入口屈光界面35处形成的透镜进行准直。
三条光线的路径已经在图3中由虚线箭头示出。由在入口屈光界面35形成的透镜的焦点处的二极管产生的光线经由所述屈光界面35进入照明光的引导件33中。光线然后由所述透镜进行准直，因此基本上彼此平行且平行于照明光的引导件33的管的轴线传播。
光线然后由全反射表面39反射，它们以较大的角度在出口屈光界面37处相遇，然后以平均方向通过形成所述出口屈光界面的光引导件33的弯曲的轴向表面离开，该平均方向相对于照明光的所述引导件33的圆柱形本体的轴线倾斜。
根据一个实施例(未示出)，照明光的引导件33可以包括采取透镜形式的出口屈光界面37，例如球面透镜，其焦点更靠近孔径101的中心，光束通过孔径101被引入乘客舱中。
根据另一实施例，顶灯包括具有小尺寸的圆形孔径101，以及附加的环形孔径，其位置和尺寸对应于限界光引导件53的出口屈光界面57的位置和尺寸。
在可见光谱范围内，孔径的透明度特别在10％和90％之间。然而，透明板41可以在其整体上用深色或黑色着色剂着色，以将透明度降低到10％至50％。利用深色着色剂的这些透明度值允许孔径在没有背光的情况下变得难以察觉。
图4是照明光的引导件33的替代实施例的透视图。
在该实施例中，照明光的引导件33采取肘部的形式。其包括两个圆柱段，其中一个支承入口屈光界面33(其在这里采取菲涅尔透镜的形式)，另一个支承出口屈光界面(其在这里也采取菲涅尔透镜的形式)。全反射表面39位于两个圆柱段之间的肘部处。
由照明光源31产生的光线然后遵循类似于图3中的路径，直到出口屈光界面37。特别地，在所述光引导件33中进行准直和反射的光束由出口屈光界面37聚焦。然后，光束可以被引导通过较窄的孔径，但是获得的光束将更显著发散。这种光束例如适用于环境照明的情况，其特别是在门开启时被激活。
限界光产生模块5和分离管7在图5中以透视图示出，被放置于立面段4上。
形成在两个轴向延伸部59之间的轴向窗口71和孔径叠置以允许光通过其中。
在图6中，从上方经由视图示出了两个轴向延伸部59之间的孔径、轴向窗口71以及发光装置1的限界光引导件33的出口屈光界面37之间的对准。
在图6中示出了来自限界光引导件33的出口屈光界面37的光线输出。所述光线主要在孔径和轴向窗口71的方向上从所述屈光界面37离开，在到达立面4的孔径101之间，光线穿过该孔径和轴向窗口。
分离导管7可以防止照明光产生模块3产生的光线进入限界光引导件53，且防止限界光产生模块5产生的光线进入照明光的引导件33。用于照明和限界致动区域的照明效果因此被分离，以提高顶灯的感知质量100：当照明光产生模块3关闭时，唯一可见的光是限界光产生模块5的光，反之亦然。
图7是顶灯100的示意图，其包括两个发光装置1a和1b。
发光装置1a、1b中的每一个被放置为彼此对称的位置，每一个与两个孔径101、103之一齐平。
由第一装置1a的照明光产生模块3产生的光束指向第一用户Ua的预期位置，例如车辆的驾驶员。所述第一用户Ua的预期位置则是车辆的驾驶员的座位。
由第二装置1b的照明光产生模块3产生的光束指向第二用户Ub的预期位置，例如车辆的前排乘客。所述第二用户Ub的预期位置则是车辆的前排乘客座位。
这样获得的顶灯100可以很容易地与传统车辆的后视镜平齐地放置。照明光束然后指向乘员(前排乘客和驾驶员)，以允许它们阅读地图，寻找物品等。来自限界光产生模块3的光允许压力会触发照明光束的发射的区域变得可见，特别是在黑暗的环境中，例如在夜间或隧道或车库中。

Claims (14)

1.一种发光装置，特别是用于车辆客舱的顶灯(100)，其特征在于，其包括：
-分离管(7)，其由对所用辐射不透明的材料制成且旨在放置在形成用于照明光的出口的孔径(101)中，且其沿着与所述孔径正交的轴线是管状的且具有"c"形的径向截面，以形成轴向窗口(71)；限界光引导件(53)，其环绕所述分离管(7)，且具有：
-环形的出口屈光界面(55),
-基部(57)，在所述出口屈光界面的轴向延伸部中，
轴向延伸部(59)，其至少部分地轴向地延伸所述基部(57)，且在所述轴向延伸部与所述基部(57)相对的端部处包括入口屈光界面(61)，所述入口屈光界面放置为面向限界光源(51),
-照明光的引导件(33)，其轴向地定位成面向所述分离管的照明光源(31)且与所述孔径(101)轴向地偏移，其包括：
-入口屈光界面(35)，其放置为面向照明光源(31)，
-全反射表面(39)，通过所述入口屈光界面(35)进入的光从所述全反射表面相对于所述入口屈光界面(35)的法线以预设的倾斜角反射，
-出口屈光界面(37)，从所述全反射表面(39)反射的光通过所述出口屈光界面在所述孔径(101)的方向上发射。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述限界光引导件(53)对于每个限界光源(51)包括至少一个轴向柱(59)，所述轴向柱与所述基部(57)一体地形成并由相同的材料制成，以在所述基部(57)的方向上形成用于由所述限界光源(51)发射的光的光引导件，且具有：
-切向壁，其平行于所述基部(57)的壁，以及径向壁，其在所述基部(7)的方向上张开,
-上壁，其形成入口屈光界面(61)且定位成面向所述限界光源(51)之一。
3.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述环形基部(57)包括材料段(63)，其将所述光散射以增加所述出口屈光界面(53)的环形区域上的光强度的均匀性。
4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，照明光的所述引导件的入口屈光界面(35)采取菲涅尔透镜的形式，所述照明光源(31)位于所述菲涅尔透镜的焦点(F)处。
5.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述出口屈光界面(33)包括透镜，所述孔径(101)位于所述透镜的焦点(F)处。
6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，照明光的所述引导件(33)采取斜截圆柱体的形式，斜截表面形成所述全反射表面(39)。
7.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，照明的所述引导件(33)采取肘部的形式，包括两个圆柱段，其中一个支承所述入口屈光界面(35)，另一个支承所述出口屈光界面(37)，所述两个圆柱段之间的所述肘部支承所述全反射表面(39)。
8.一种车辆顶灯，其特征在于，其包括至少一个如前述权利要求中任一项所述的装置(1)，且在于，照明光束朝向所述车辆的乘员(U)的位置定向。
9.如权利要求8所述的车辆顶灯，其特征在于，它还包括立面(41)，所述立面的大部分区域是不透明的且其包括透明的圆形窗口，所述窗口定位成面向所述分离管的与所述光源相对的端部，以形成所述孔径(101)。
10.如权利要求9所述的车辆顶灯，其特征在于，其还包括环形的窗口，所述窗口面向所述限界光引导件(53)的环形基部的出口屈光界面(57)。
11.如权利要求10所述的车辆顶灯，其特征在于，所述立面(4)在其大部分区域上包括不透明的层或涂层(43)，且所述圆形的窗口和环形的窗口的透明度在10％至50％之间。
12.如权利要求9和10中任一项所述的车辆顶灯，其特征在于，所述立面包括至少一个触摸表面，当检测到与用户(U)的身体的一部分的接触时，所述触摸表面打开或关闭所述照明光源(31)。
13.如权利要求12所述的车辆顶灯，其特征在于，所述触摸表面被放置为与所述孔径(101)齐平。
14.如权利要求8和13中任一项所述的车辆顶灯，其特征在于，其包括两个如权利要求1至7中任一项所述的装置(1a，1b)，一个在所述车辆的驾驶员(Ua)的方向上发射照明光束，另一个在所述车辆的前排乘客(Ub)的方向上发射照明光束。
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