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CN105556199A - 具有连续变化的光均匀性的用于机动车辆的照明模块 - Google Patents

具有连续变化的光均匀性的用于机动车辆的照明模块 Download PDF

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CN105556199A
CN105556199A CN201480044931.XA CN201480044931A CN105556199A CN 105556199 A CN105556199 A CN 105556199A CN 201480044931 A CN201480044931 A CN 201480044931A CN 105556199 A CN105556199 A CN 105556199A
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CN
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lighting device
light
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Application number
CN201480044931.XA
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A·布韦松
C·戈蒂埃
Y·费舍
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Marelli Automotive Lighting France SAS
Original Assignee
Automotive Lighting Rear Lamps France SAS
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Publication date
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Abstract

本发明涉及用于车辆的照明装置，其包括具有发光二极管(LED)的至少一个光源(3)和具有近端的伸长光导(6)，所述近端位于从光源(3)所发出的光的传播路线上，所述照明装置的特征在于所述光导(6)包括：透光部(70)，其由在光导整个长度上延伸的透明材料制成；伸长的漫射部分(64)，其在光导(6)的延伸方向上仅仅在光导长度的一部分上延伸，并适于使从光导(6)发出的总光的至少10％漫射通过侧向光出射面(F)；自其近端，完全由透光部(70)构成的直线区域(61)，以及超过直线部分(61)并在其远端的方向上的弯曲区域(62)，所述漫射部分(64)位于所述直线部分(61)和所述远端之间，并至少部分地在所述弯曲区域(62)内延伸；以及远端，其由透光部形成并具有平面端面(72)，所述平面端面(72)与光导(6)的平均纤维(Fi)形成非直角(h)的非平坦钝角(α)。

Description

具有连续变化的光均匀性的用于机动车辆的照明模块
技术领域
本发明涉及照明领域，特别是涉及用于车辆信号指示(signalling)的照明领域，特别是机动车辆的照明领域。在优选但非排他性的应用中，本发明涉及一种用于机动车辆尾灯的装置，其被设计并被设置成能够实现均匀照明，具有连续变化的空间均匀性。
背景技术
机动车辆尾灯通常使得能够实现车辆的各种照明和信号指示的功能。
在实践中，多个后部光学装置通常被固定于车辆的结构，以及可选地，被固定到后部行李箱的门上。可具体列举的是，方向指示灯或闪烁灯、停车灯、雾灯、侧灯、驻车灯、警示灯和反光镜。
当前的规定根据车辆类型要求使用各种照明或信号灯。然而，除了所有灯的体积之外，可选地组合在一起的各个灯的性能和照明均匀性是主要的关注点。
在该方面，已知的光导意旨将从发光二极管或LED发出的光均匀化，或意旨产生具有风格效果的照明。
因此，在现有技术中，透明的辅助屏是已知的，由辅助光源发出的光可以在屏中传播，这些屏意旨配备于机动车辆的灯，特别是尾灯。屏的材料中具有的这些局部不连续性构成从这些屏幕漫射出去的光的中心，参见法国专利公开FR2868506。
在德国专利申请DE10101795中，描述了闪烁灯，特别是用于机动车辆的前闪烁灯，其中用于驻车灯的辅助光源照亮被横向地布置在主灯和前透镜之间的空间内的元件，并通过后者即前透镜实现在与主灯相同方向上的照明。
在法国专利申请FR2819040中，描述了用于机动车辆的照明或信号指示的光学或样式组件。该组件由透明材料制成，在其内部用于漫射光的中心只位于预定位置处，以便漫射由与照明或信号指示装置相关联的光源所发出的光。该组件可构成机动车辆前灯的透镜，或置于这种前灯内的插入件。
在德国专利申请DE10311317中，描述了用于车辆的照明装置，包括光导，所述光导包括基本上位于反射表面焦点处的漫射结构，从而其允许均匀的照明得以漫射。
此外，申请EP0936403描述了一种用于机动车辆的照明装置，特别是用于信号灯的照明装置，其包括设计成增加在给定角度处的光束强度的伸长光导。为此而增加的光学元件被定位在由LED发射的光束的轴线上。该系统还包括具有倾斜面的元件，其相应的部分必须被设置成防止在视角外的光的损失，在视角中需要集中照明，以便获得最大的定向照明。
在漫射由至少一个LED发出的光的光屏的这些不同的应用和这些不同的实施例中，在被漫射的光中可能会显现非均匀性，特别是当在漫射幕或漫射屏可设有光导的情况下时。
对于由高功率或中等功率的LED的直接照明而言，现在已经认识到它是眩目的，并且不应以这种形式推广。
因此，显示出寻求以下是有用的：提高特别是在机动车辆中所设计的照明和信号指示的光均匀性和/或再现性(rendition)，和/或掩盖其中的任何非均匀性，作为可选择的风格效果，以有利的美学和经济的方式设计，以便保持信号指示的质量，同时降低观察者所经受的刺眼的程度。
发明内容
本发明的目的在于提出用于提供照明的装置，其具有连续变化的这种均匀的再现性，并为用户提供的再现性的疲劳度或眩目性比目前市场上出售的LED照明装置的疲劳度或眩目性小得多，并且此外提供已知装置不可能实现的风格效果。
为此目的，本发明涉及车辆照明装置，其包括至少一个发光二极管或LED(3)光源和伸长光导，其近端位于从光源所发出的光的传播路线上，其特征在于所述光导包括：
-透光部，其由在光导整个长度上延伸的透明材料制成；
-伸长的漫射部分，其在光导的延伸方向上仅仅在光导长度的一部分上延伸，并适于使从光导发出的总光的至少10％漫射通过侧向光出射面；
-自光导的近端，完全由透光部构成的直线区域，以及超过直线部分并在其远端的方向上的弯曲区域，所述漫射部分位于所述直线部分和所述远端之间，并至少部分地在所述弯曲区域内延伸；
-远端，其由透光部形成并具有平面端面，所述平面端面与光导的平均纤维(meanfibre)形成非直角的非平坦钝角。
在光传播方向上相对于光导的远端位于上游的漫射部分的使用提供光的渐进性漫射，以使从光导发出的整体光能不处于后者即光导的远端，从而减少刺眼体验。此外，通过由透明材料制成的透光部形成光导远端的事实使得有可能保持远端所发出的光功率，其足够大以便保证在一定距离处也可以较好地感知照明装置，这在尾灯的情况下尤其重要。应当指出的是，光导的倾斜平面端部使得在其远端上采用斜面形式。
因此，利用这种装置可获得出色的照明，其原因在于其强度与由LED所提供的初始功率相比较处于异常优越的水平，特别是所述装置通过所述光导实现由所打开的灯所发出的光束的均匀性的连续变化。更精确地，从光源发出的光在逐渐均匀化的辅助照明区内分布。
LED光源指的是使用单个LED或使用一组被设置在对应于光导近端形状的曲线或直线上并被放置在相同的支撑件上的多个LED这两种情况且不对这两种情况进行区分，该支撑件也被称为作为印刷电路板(PCB)。
根据本发明的一个特征，所述弯曲区域的凸面朝向侧向光出射面。
根据本发明，所述漫射部分可以各种方式来实现。因此，根据本发明的一个特征，所述漫射部分首先包括漫射部、其次是透光部，漫射部形成在所述漫射部分处的侧向光出射面且由包含纳米颗粒的半透明或透明材料制成，透光部具有互补于漫射部的互补形状且由不含填充物的透明材料制成，漫射部具有在横截面上的在光导远端方向上增加的变化厚度。
根据该特征，漫射部分是双材料部分，其基本上由通过包覆模制在透光部上得到的组合件构成，其在漫射区域中则具有在光导远端的方向上逐渐减小的横截面，由纳米填充材料制成的互补漫射部从而具有在所述光导自由端的方向上增加的变化厚度。
纳米填充材料是指下述材料，其能够在合适的纳米和/或微米内含物的作用下在灯被打开的时候产生其所接收的光辐射的漫射。本领域内的技术人员能够进行测试以便在每种情况下选择这种内含物的性质、布置和/或比例。
优选地，光导具有厚度，所述厚度从其近端到在其远端处的斜面是基本上恒定的。
根据本发明的另一个特征，所述漫射部分在相对于侧向光出射面的面上包括中空图案，其在透光部内限定反射光的表面。
根据该特征的一个变型，中空图案由V形锯齿形成，其V形的尖端朝向所述光导的内部。
根据该特征的另一个变型，中空图案的密度或间距是变化的。该变型使其能够导致光沿着光导逐渐漫射。
根据本发明，漫射区域则可只包括透明双材料/纳米填充材料部分，或只包括中空图案，或中空图案和双材料部分的组合。
根据本发明的一个特征，所述照明装置包括在光源和光导之间的准直器，其近端位于所述光源的紧邻区域或与所述光源接触,以及其远端位于所述光导的远端的紧邻区域或与所述光导的远端接触。这样的准直器使得能够适当地将从光源发出的光朝向光导引导和集中，所述准直器可由辅助光导构成，所述辅助光导由透明材料制成，其侧面带有反射涂层。
根据该特征的一个变型，照明装置在准直器和光导的接头处包括与所述准直器和光导接触的漫射元件。这种漫射元件的使用使得能够衰减由LED形成的光点的可见度。
在该变型的上下文中，漫射元件可由包括微米级内含夹杂物和/或微米级不规则部的透明或半透明材料制成。
根据该特征的另一个变型，漫射元件具有在准直器和光导之间测得的在0.5毫米至0.8毫米之间的厚度。这样的厚度确保在由漫射元件提供的均匀性和由它引起的衰减之间的良好折衷。
根据本发明的一个实施例，根据一个实施例的照明装置包括壳体,光源和光导位于壳体内部，所述壳体由前表面封闭，所述前表面至少部分透明和/或半透明，以允许从光导(6)发出的光束漫射到外部。
根据该实施例的一个特征，照明装置包括在壳体内部的遮光部支撑件，所述遮光部支撑件在壳体内限定容纳光源的腔室，所述遮光部支撑件是基本上不透光的，并且包括适于接纳所述光导的近端并支撑所述光导的贯通通道。
根据该特征的一个变型，遮光部支撑件的通道适于接纳所述准直器的远端。
根据该实施例的另一个特征，所述照明装置包括在壳体中的位于光导下方和/或上方的至少一个至少部分不透明的遮光部。
当然，本发明的各种特征、变型和实施例可根据各种组合彼此相关联，只要它们不是彼此不相容或彼此排斥即可。
附图说明
此外，本发明的各种其他特征从参照附图所作的相应描述显现，附图示出根据本发明的照明装置的非限制性实施例。
-图1是沿着根据本发明的照明装置的水平中间平面的示意横截面图。
-图2是图1细节A放大到更大比例的视图。
-图3是图1细节B放大到更大比例的视图。
-图4是沿着根据本发明的照明装置的另一变型实施例的水平中间平面的示意横截面图。
-图5是图4细节B'放大到更大比例的视图。
-图6是图5细节C放大到更大比例的视图。
应当指出的是，在这些附图中，对于不同变型而言相同的结构和/或功能元件可具有相同的附图标记。
具体实施方式
如由图1所示，在其中示出的变型实施例中，根据本发明的照明装置包括壳体或板1，壳体或板1包括PCB2,LED光源3固定于PCB2。准直器4垂直于所述PCB固定，其近端与LED成一直线。
准直器4的远端接合在具有对应于遮光部支撑件5的大小的通道内，从而遮光部支撑件5支撑准直器4。遮光部支撑件5在壳体1中限定容纳光源3的腔室20。遮光部支撑件5是不透明的，使得容纳腔室20基本上是不透光的。遮光部支撑件5可在其朝向腔室外侧的表面上覆盖有反射性涂层。
准直器4在当前情况下由形成光导的透明片形成，其侧表面覆盖有反射性材料。当然，准直器4可以以任何其它合适的方式来制造，以便将从光源3发出的光的最大量朝向准直器的远端引导。
照明装置还包括具有伸长的水平横截面的光导6。根据所示的实例，该光导具有局部弯曲的外壳。因此，在当前情况下，光导6自其近端具有直线区域61，光导6的近端位于准直器远端的紧邻区域。光导6包括超过该直线区域61的弯曲区域62，在当前情况下，弯曲区域62通过直线区域63延伸远至光导6的自由远端。
光导6的近端接合在支撑件5的通道51内，支撑件5从而承载光导6。
根据所示的实例，照明装置包括介于准直器4和光导6之间的漫射元件7。如由图2所示，根据所示实例的漫射元件由包含微米级内含物和/或微米级不规则部的透明或半透明材料制成。在当前情况下，漫射元件具有在准直器4和光导6之间测得的在0.5毫米至0.8毫米之间的厚度。
所述照明装置还包括在壳体1内的由不透明材料制成的遮光部8和9，其至少部分地围绕光导6以便遮掩杂光发射和/或营造视觉效果。遮光部被固定于壳体1和/或遮光部支撑件5。根据所示的实例，遮光部9被固定于遮光部支撑件5并具有弯曲的形状，其部分地跟随光导的弯曲形状，被放置在其与凹面相同的一侧上距后者即光导有距离处。遮光部9朝向光导6的面则覆盖有反射性涂层。
壳体1由至少部分半透明或透明的前表面10封闭。第一表面例如由玻璃或PMMA制成，并且可配置成完成外部透镜的作用。
根据本发明的一个重要特征，光导6包括伸长的漫射部分，如由图1所示其在光导的延伸方向上在光导长度的仅仅一部分上延伸并适合于使从光导6发出的总光的至少10％漫射通过侧向光出射面F。漫射部分64位于直线部分61和光导6的远端之间，并且至少部分地在弯曲区域62内延伸。根据所示的实例，侧向光出射面F位于与光导6凸面相同的一侧上。
光导主要由透光部形成，其在光导6的整个长度上延伸并由图1和图3中的交叉阴影线标记。该透光部70由不含填充物的透明材料形成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
根据所示实例，光导6在漫射部分64内通过漫射部71形成，漫射部71在漫射部分处形成侧向光出射面F并在图1和图3中不以阴影线示出。漫射部由包含纳米颗粒的半透明或透明材料制成，包覆模制在透光部70内。漫射部则具有在光导的远端方向上增加的变化厚度。从而漫射部71和透光部70具有互补的形状，使得光导具有在其整个长度上基本恒定的厚度。
根据本发明，光导的远端由透光部70形成，并具有平面端面72，平面端面72与光导的平均纤维Fi形成非直角的非平坦钝角α。这种配置使得能够将由光导6引导的光的其余部分朝向所述光出射面F反射。
应当指出的是，根据所示的实例，漫射部71在每一点处具有小于或等于光导6总厚度的厚度。
图4至图6示出根据本发明的照明装置的变型实施例，其相对于图1至图3中示出的实施例的不同之处在于光导完全由没有填充物的透明透光部70形成，并且不包括由纳米填充材料形成的漫射部。
根据该变型并如图6所示，漫射部分64在与侧向光出射面F相对的面F'上包括中空图案75，其在透光部内限定将光朝向侧出射面F反射的表面。在中空图案由V形锯齿形成的当前情况下，其V形的尖端朝向光导的内部。锯齿75彼此平行并通过变化的间距间隔开。优选地，该间距变化以便在光导6远端的方向上减小。
应当指出的是，中空图案75可与由纳米填充材料制成的漫射部的使用相结合。
当然，可在所附权利要求书的范围内对本发明作出各种其它修改。

Claims (15)

1.车辆照明装置，其包括至少一个发光光源或LED光源(3)和伸长的光导(6)，所述光导(6)的近端位于从所述光源(3)所发出的光的传播路线上，照明装置的特征在于，所述光导(6)包括：
透光部(70)，所述透光部(70)由在所述光导的整个长度上延伸的透明材料制成；
伸长的漫射部分(64)，所述漫射部分(64)在所述光导(6)的延伸方向上仅仅在所述光导的长度一部分上延伸，并适于使从所述光导(6)发出的总光的至少10％漫射通过侧向光出射面(F)；
自所述光导(6)的近端，完全由所述透光部(70)构成的直线区域(61)以及超过所述直线部分(61)并在所述光导(6)的远端的方向上的弯曲区域(62)，所述漫射部分(64)位于所述直线部分(61)和所述远端之间，并至少部分地在所述弯曲区域(62)内延伸；
由所述透光部形成且具有平面端面(72)的远端，所述平面端面(72)与所述光导(6)的平均纤维(Fi)形成非直角的非平坦钝角(α)。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述弯曲区域(62)的凸面朝向侧向光出射面(F)。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述漫射部分首先包括漫射部(71)、其次是透光部(70)，所述漫射部(71)形成在所述漫射部分(64)处的侧向光出射面且由包含纳米颗粒的半透明或透明材料制成，所述透光部(70)具有互补于漫射部(71)的互补形状且由不含填充物的透明材料制成，漫射部(71)具有在横截面上的在光导(6)远端方向上增加的变化厚度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其特征在于，所述漫射部分(64)在相对于所述侧向光出射面(F)的面(F′)上包括中空图案(75)，所述中空图案(75)在所述透光部(70)内限定反射光的表面。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其特征在于，所述中空图案(75)由V形锯齿形成，所述V形的尖端朝向所述光导的内部。
6.根据权利要求4或5所述的照明装置，其特征在于，所述中空图案(75)的密度或间距是变化的。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于，所述中空图案(75)的密度或间距在所述光导(6)的远端的方向上减小或者图案的密度在所述光导(6)的远端的方向上增加。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括在所述光源和所述光导之间的准直器(4)，所述准直器(4)的近端位于所述光源(3)的紧邻区域或与所述光源(3)接触,并且所述准直器(4)的远端位于所述光导(6)的近端的紧邻区域或与所述光导(6)的近端接触。
9.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置在所述准直器和光导的接头处包括与所述准直器(4)和光导(6)接触的漫射元件(7)。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述漫射元件(7)由包括微米级内含物和/或微米级不规则部的透明或半透明材料制成。
11.根据权利要求9或10所述的照明装置，其特征在于，所述漫射元件(7)具有在所述准直器和所述光导之间测得的在0.5毫米至0.8毫米之间的厚度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括壳体(1)，所述光源(3)和所述光导(6)位于所述壳体(1)内部，所述壳体(1)由至少部分地是透明的和/或半透明的前表面(10)封闭，以允许从所述光导(6)发出的光束漫射到外部。
13.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括在所述壳体内部的遮光部支撑件(5)，所述遮光部支撑件(5)在所述壳体(1)内限定容纳所述光源(3)的腔室(20)，所述遮光部支撑件(5)是基本上不透光的，并且包括适于接纳所述光导(6)的近端并支撑所述光导(6)的贯通通道(51)。
14.根据权利要求8至11中任一项和权利要求13所述的照明装置，其特征在于，支撑所述遮光部的所述通道适于接纳所述准直器(4)的远端。
15.根据权利要求13或14所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置包括在壳体中的位于所述光导下方和/或上方的至少一个至少部分不透明的遮光部(8，9)。
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