CN118140093A - 用于机动车的照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的照明设备(1)，其具有至少一个构造成面式的光导体(1a)以及具有至少一个发光器件(15)。发光器件(15)的光线经由与光导体(1a)相关联的光射入面(10)可射入或被射入到光导体(1a)中。射入的光线经由光导体(1a)的至少一个光射出结构被转向光导体(1a)的至少一个光射出面(11)的方向，并且经由光射出面(11)再次从光导体(1a)中射出。本发明提出，光导体(1a)的与光射出面(11)相对而置的、后侧的面(12)至少在其面延伸(F1)的大部分上设有多面体状表面结构(S)，该多面体状表面结构构造光导体(1a)的光射出结构并且由大量不规则地构造的多面体面(120)组成。

Description

用于机动车的照明设备

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所述的特征的用于机动车的照明设备。

背景技术

在DE 102020201648 A1中描述了这种照明设备。在其中公开的照明设备中，发光器件的光可经由边缘侧的光射入面(或称为光耦入面，Lichteinkoppelflaeche)射入到面式光导体中。射入的光线可以经由被面式光导体的侧面包围的光离开面在照明设备的光辐射方向上向外离开。与光离开面相对而置的后侧的面设有凹口，这些凹口构造光导体的光射出结构(或称为光退耦结构，Lichtauskoppelflaeche)并且在看向照明设备的视图中与其光辐射方向相反地观察，这些凹口构造图案、标志、符号、数字和/或至少一个字符。

从DE 102014218540 A1已经已知一种具有反射器的照明设备，在反射器的反射器表面上具有大量起反射作用的多面体面。通过顺序地操控与反射器相关联的光源，可以实现具有闪烁效果的光功能。

最后，在DE 202008015402 U1中描述了一种具有透明的散射体且具有至少一个光源的光学的光散射单元，光源发射的光在边缘侧射入到散射体中并且在其穿过时在内部中存在的不均匀处被散射。在借助于激光进行的内部加工的过程中，引入在散射体内部中的不均匀处或散射部位。

发明内容

本发明目的是提供一种用于机动车的照明设备，利用该照明设备能够以紧凑的方式和方法产生具有闪烁效果的光功能。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的照明设备实现。从从属权利要求中可得到本发明的有利的构造方案和改进方案。

在此，本发明从一种用于机动车的照明设备出发，该照明设备具有至少一个构造成面式的光导体。照明设备具有至少一个发光器件，其中，发光器件的光线经由与光导体相关联的光射入面可射入或被射入到光导体中。射入的光线经由光导体的至少一个光射出结构可被转向或被转向光导体的至少一个光射出面的方向。经由光射出面，被转向的光线再次从光导体中可射出或被射出。

如提到的那样，光导体构造成面式的。在本发明的意义中面式应该意味着，构件具有在两个彼此垂直的方向上伸延的面延伸，该面延伸在每个方向上都比构件的厚度大数倍。

根据本发明提出，与光射出面相对而置的、光导体的后侧的面至少在其面延伸的大部分上设有多面体状表面结构，该多面体状表面结构构造光导体的光射出结构并且由大量不规则地构造的多面体面组成。

在本发明的意义中多面体面尤其是理解成光导体的光射出结构的相邻的面，所述相邻的面使射入的光线的方向不同地转向。在此，在从一个多面体面向另一个多面体面、尤其是向相邻的多面体面过渡时，该转向不是连续的。由此，相邻的多面体面使光线的方向完全不同地转向。

尤其是，相邻的多面体面的面法线不同地取向，由此能够以简单的方式实现射入的光线方向的不连续转向。

以这种方式为利用照明设备给照明设备的运动的观察者设定闪烁效果创造了基本条件。通过大量不规则地构造的多面体面，当观察者运动时根据观察位置而定，顺序地且无序地由各个多面体面向观察者的方向反射光线。

在光导体同时构造成面式的情况下，此外可以提供极其紧凑的照明设备。

为了强化可实现的闪烁效果，根据一种改进方案提出，多面体状的表面结构是宏观结构化。换句话说，由多面体面组成的表面结构用肉眼可见。多面体面中的每一个都具有限制该多面体面的棱边或边界线，其具有优选地大于1mm、特别优选地在约1mm至约10mm的范围内的纵向延伸。

在本发明的另一构造方案中，多面体面中的每一个又还具有微结构化部。该微结构化部与宏观结构化同样地用于光射出，并且例如在横截面中观察优选地可以由三角形的结构组成。也可设想其它用于光射出的几何形状。

有利地，微结构化部在此在至少一个空间方向上具有在约50μm至约500μm范围内、特别优选地在约100μm范围内的周期性。换句话说，这意味着，特定微结构作为微结构化部的组成部分在该空间方向上以约50μm至约500μm的距离周期性地重复。即如果例如微结构化部具有大量锯齿状的微结构，则该锯齿状的微结构以所述距离范围在微结构化部内重复。利用每个多面体面的微结构化部的这种数量级，在一方面可产生非常强的闪烁效果，在另一方面也成本适宜且可靠地实现例如通过铣削机械地引入到工具(例如注塑工具)中。

根据本发明构思的一种构造方案，此外提出，存在多个发光器件和至少一个用于操控发光器件的控制单元，其中，发光器件可彼此独立地操控，并且其中，发光器件可如此操控并且相对于多面体面的位置和/或取向布置，使得通过由发光器件发射的并且在光射出结构处转向的光线可在特定的观察位置中产生至少一种具有可察觉的闪烁的光功能。

因此，通过该改进方案，甚至当照明设备的观察者停留在其观察位置上时也可以产生闪烁效果。

在本发明的另一改进方案中，光导体构造成平坦的。换句话说，光导体的横截面因此不在任一空间方向上弯曲。由此可实现特别成本适宜地构造照明设备，因为这种光导体可容易地制造。此外，由此也有利于将多个光导体扇形地布置在照明设备中，由此可以实现3D效果。

此外也可设想的是，光导体的前侧的光射出面设有图案或覆层，以便实现附加的光效果。

根据本发明构思的另一构造方案，存在至少一个第二光导体，经由与第二光导体相关联的光射入面，至少一个第二发光器件的光线可射入或被射入到第二光导体中。射入的光线经由第二光导体的至少一个光射出面再次可射出或被射出。面对两个光导体的光射入面的发光器件布置在共同的电路板上，并且光导体的光射出面至少区段式地指向相同的光辐射方向。

通过这种类型的改进方案，可以有效地且节省结构空间地实现不同的光功能。

因此，共同的电路板承载其光射入到光导体中的所有发光器件，并且光导体的光射出面至少区段式地如此取向，使得其假想的面法线指向相同的光辐射方向。

适宜的是，第二光导体同样构造成面式的，其中，光导体的一个边缘侧用作其光射入面，并且光导体的另一边缘侧用作其光射出面。以这种方式，可以通过第二光导体实现非常高的亮度。以这种方式，光射出面构造成条状的或线状的。此外，通过该构造方案可以实现照明设备的非常奇特的外观，尤其是在激活发光器件时。

但在一种备选的改进方案中也可设想的是，第二光导体构造成杆状的。在这种情况下，光导体的一个端侧用作其光射入面，并且光导体的另一个端侧用作其光射出面。杆状的光导体刚好也可以弯曲。

利用该改进方案，也可通过第二光导体实现非常高的亮度，从而尽管对于一些光功能来说面式的第一光导体效率低，但可以利用照明设备高效地实现所有能设想的光功能。

还可以通过以下方式改进本发明，即，一个光导体以其面延伸垂直于电路板的面延伸取向，并且第二光导体平行于电路板的面延伸取向。在此，第二光导体具有布置在其光射入面的区域中的偏转斜面。

以这种方式，可以保证完好地使射入到第二光导体的光射入面中的光线向第二光导体的光射出面的方向偏转。

最后，本发明还要对一种至少配备有根据本发明的照明设备的机动车提出保护。

附图说明

本发明的优选的实施例在图中示出并且在以下描述中依据附图更详细地解释。由此本发明的其它特征和优点也变得清楚。在不同的图中也相同的附图标记涉及相同的、相似的或功能相同的构件。在此，即使未进行重复的描述或对其的引用，也实现相应的或相似的特性和优点。图并非按比例绘制或至少并不始终按比例绘制。在一些图中可能以夸大的方式示出比例或距离，以便可以更清楚地突出实施例的特征。如果在列举两个或更多术语或对象时使用概念“和/或”，则这可以意味着，所列举的术语或对象中的任意一个可以单独使用。也可以意味着，可以使用由所列举的术语或对象中的两个或更多个构成的任意组合。

其中，分别示意性地：

图1以横截面示出了根据第一实施方式的照明设备，

图2示出了根据图1中的视图II与光辐射方向相反地看向照明设备的图示，

图3示出了根据图1中的视图III看向照明设备的后侧的视图，但仅仅部分地示出并且其中光导体被裸露，

图4示出了根据截面走向IV穿过图3中的细节截段D的截面图，

图4a示出了根据图4中的视图IVa看向细节截段D的视图，

图5示出了根据第二实施方式的照明设备的截面图，

图6示出了根据图5中的视图VI与光辐射方向相反的照明设备的图示，以及

图7示出了具有根据本发明的照明设备的机动车的尾部视图。

具体实施方式

首先参考图1和2。

在这些图中照明设备1是显而易见的，照明设备具有壳体18(虚线表示)，壳体在光辐射方向LA上设有通过光玻璃19封闭的开口。

在壳体18中容纳有光导体1a。优选地，光导体由透明的塑料制成。塑料可以被染成红色。例如，光导体可以由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或者也可以由PC(聚碳酸酯)构成。

光导体1a构造成面式的，即构造成面式光导体。因此，光导体1a具有比光导体1a的厚度d1大数倍的面延伸F1。此外应强调的是，光导体1a是平坦的。即，光导体在其横截面中观察不弯折或弯曲(参见图1)。

如此外通过图变得显而易见的那样，光导体1a具有用于射入发光器件15的光的光射入面10。光射入面10通过光导体1a的下边缘侧的面构造。

在该实施例中存在多个发光器件15，这些发光器件优选地构造成发光二极管(LED)并且并排成一行地装配在电路板16上。

发光器件15可经由控制单元17单独操控。控制单元17可以是照明设备1的组成部分。但也可设想的是，控制单元17作为独立的构件存在。控制单元17又可以在信号技术上与数据总线(例如CAN总线)相连接。借此可以实现照明设备1与例如机动车的驾驶员辅助系统的信号技术的连接。

光导体1a具有与前侧的光射出面11相对而置的后侧的面12。

此外，在图中以虚线勾画出，后侧的面12或后侧的面12的至少大部分设有多面体状表面结构S，该表面结构用作光射出结构并且稍后还将更详细地进行解释。

光导体1a被框架状的遮挡件13包围。该框架状的遮挡件13构造成不透光并且在后侧、在光导体的位于侧向外部的侧面处并且在光导体的上侧处覆盖光导体1a。在前侧，即在光辐射方向LA上，通过框架状的遮挡件13留下窗口状的开口14。

发光器件15的所产生的光线(这些光线经由光射入面10在边缘侧射入到光导体1a中)在多面体状表面结构S处被转向光射出面11的方向，并且紧接着从光射出面11中离开进入环境中。

如尤其是在图2和3中可见，多面体状表面结构S构造成宏观的并且由大量多面体面120组成。多面体面120尤其是由矩形的和/或三角形的面的组合构成。多面体面120可以具有不同的大小。优选地，多面体面20在至少一个空间方向(空间纵向方向X，空间横向方向Y和/或空间高度方向Z)上分别具有在大于1毫米的范围内的纵向延伸。特别优选地，每个多面体面120的纵向延伸在至少一个空间方向上在约1毫米至约10毫米的范围内。各个多面体面120分别还具有微结构化部(稍后还将进行解释)，其中，在此相邻多面体面的法线不同地取向。在相邻的多面体面120之间构造棱边120a，所述棱边具有尽可能小的半径。一个多面体面120的法线的取向与所有相邻多面体面120的法线的取向都不同。由此，以简单且成本适宜的方式实现落到多面体面120上的射入的光线的不连续转向并且由此实现预期的闪烁效果。当观察者从第一观察位置换到第二观察位置中时，则出现该闪烁效果。

但也可设想的是，当观察者占据固定的观察位置与光辐射方向LA相反地看向照明设备1时，可实现闪烁效果。为此必需的是，相继地操控并由此接通发光器件15中的一个或多个。为了这个目的，控制单元17还可以包含随机发生器，利用该随机发生器可随机选择并且可激活发光器件15中的一个或多个。

可行的是，前侧的光射出面11设有图案或覆层，以便实现附加的光效果(未示出)。框架状的遮挡件13的面对光导体1a的内面也可以设有覆层(优选地起反射作用)。

为了更好的图示，图3、4和4a示出了没有框架状的遮挡件13的光导体1a的细节截段D。

尤其是从图4和4a中表明变得清楚的是，多面体面120中的每一个又设有微结构化部MS。微结构化部MS在至少一个空间方向X、Y、Z上具有优选地约50μm至约500μm、特别优选地约100μm大小的周期性。换句话说，在该实施例中，微结构化部MS由大量在横截面中锯齿形的微结构组成，这些锯齿形的微结构至少在一个空间方向X、Y、Z以约50μm至约500μm、特别优选地约100μm的距离重复。在此，相邻的多面体面120的微结构化部MS不同地取向，从而又产生不同的光射出方向LA1、LA2、LA3、……、LAn(参见图4a)。通过该附加的微结构化部MS，可以优化所述的闪烁效果。

回到图1，可设想的是，光导体1a在其边缘面中的一个或多个处(例如在与边缘侧的光射入面10相对而置的边缘面处)可具有附加的边缘射出元件(未示出)。这种边缘射出元件可以至少部分地布置在光导体1的边缘面处并且设计成使经由光射入面10射入到光导体1a中的光线附加地在预确定的角度范围内偏转并且再次从光导体1a中射出。优选地，这种附加的边缘射出元件一体地与相应的边缘面相连接。预确定的角度范围可以围住光射出面11的面法线。在此，预确定的角度范围优选地可以在具有不大于绕光射出面11的面法线160°的开口角度的圆锥体中。这种边缘射出元件的横截面可以构造成三角形(以屋脊的类型)和/或构造为自由形状。

通过这种边缘射出元件尤其是可以给照明设备1a补充以定向的光射出，由此可以提高照明设备1a的效率。

在图5和6中示出了照明设备2的另一实施例。

照明设备2具有第一光导体1a和第二光导体1b。第一光导体1a以与第一实施例的光导体1a相同的方式构造。也就是说，因此也面式地构造成具有面延伸F1和厚度d1。此外，光导体1a的后侧的面12设有多面体状表面结构S(如已经描述的那样)。

光导体1a再次被框架状的遮挡件13包围，框架状的遮挡件在前侧留出光射出面11a的窗口状的开口14。

第二光导体1b同样面式地构造成具有面延伸F2和厚度d2，其中，面延伸F2比厚度d2大数倍。这两个光导体1a、1b布置成以其面延伸F1、F2彼此成直角。第二光导体1b同样由塑料(例如PMMA或PC)构成。这两个光导体1a、1b可以经由注塑方法一体地(材料配合地)相互连接。

在由光导体1a和1b组成的光导体组件下方布置有承载发光器件15a和15b的电路板16。优选地，发光器件15a、15b再次构造成LED。因此在该实施例中，电路板16构造成用于保持发光器件15a、15b的共同的电路板。

在此，并排成一行地布置的多个发光器件15b分别与第二光导体1b相关联，并且成行状地并排布置的多个发光器件15a与第一光导体1a相关联。换句话说，发光器件15b的光线L2经由第一光射入面10b射入到第二光导体1b中，经由偏转斜面10c偏转，并且最后经由第二光导体1b的光射出面11b在照明设备2的光辐射方向LA的方向上射出。

相反地，发光器件15a的光线L1经由第二光导体1b的光射入面10a垂直于第二光导体1b的面延伸F2射入，由此首先到达第二光导体1b中，横穿该第二光导体，并且随后到达第一光导体1a中。在第一光导体中，光线借助于多面体状表面结构S向光射出面11a的方向偏转，并且从该光射出面在窗口状的开口14a之内射出。

在所示出的照明设备2的装配位置中，与光导体1a、1b共同相关联的电路板16以其面延伸F3水平地取向。在此，第二光导体1b以其面延伸F2平行于共同的电路板16的面延伸F3取向。第一光导体1a以其面延伸F1以相对于共同的电路板16的面延伸F3成直角地取向。

所提到的构件又被容纳在共同的壳体20中。在光辐射方向LA上，壳体20的光离开开口20通过光玻璃21封闭。照明设备2(以及照明设备1)优选地构造成用于机动车的尾灯。

此外，还应指出的是，光射出面11a和11b指向相同的光辐射方向LA或至少区段式地指向相同的光辐射方向LA。换句话说，光导体1a、1b的光射出面11a、11b至少区段式地如此取向，使得其假想的面法线指向相同的光辐射方向LA。

从图6中变得清楚的是，光导体1a和1b具有相同大小或至少大约相同大小的宽度b。在此，为了清楚起见不再示出壳体20。

依据附图可看出，由于第二光导体1b也构造成面式，其光射出面11b构造成条状的或线状的。

如此，例如可设想的是，通过发光器件15a与第一光导体1a共同作用地实现尾光的光功能。通过发光器件15b与第二光导体1b共同作用，可以实现制动光亦或行驶方向指示器的光功能。

为此，发光器件15a和15b可以在由其发出的光的类型方面以合适的方式进行选择。也可设想的是，发光器件15a、15b构造成所谓的RGB发光二极管。其能够发出任意颜色的光。

与实施例不同地，也可设想的是，并非将第二光导体1b构造成面式的，而是构造成杆形的。在例如使用多个杆形的光导体1b(其例如分别具有四边形的光射出面11b')的情况中，那么可以产生如在图6中显而易见的外观(光射出面11b'以虚线勾画)。

最后还应提到遮挡件22，第二光导体1b以其光射出面11b被引导到该遮挡件中。

发光器件15a、15b分别垂直于绘图平面布置成一行，优选地沿着照明设备2的整个宽度b或几乎沿着照明设备2的整个宽度b(参见图5和6)。

在该实施例中也存在控制单元17，控制单元在信号技术上与电路板16相连接。借助于控制单元17，可彼此分离地操控发光器件15a和15b。尤其是，发光器件15a可单独地或成组地如此彼此独立地操控，使得对于在固定观察位置中的观察着来说也可产生闪烁效果。

最终，在图7中以后视图示出了机动车K。机动车K配备有根据本发明的照明设备1(或2)，所述照明设备在当前情况中构造成尾灯。

附图标记清单：

1照明设备

1a光导体

1b光导体

2照明设备

10、10a、10b光射入面

10c偏转斜面

11、11a、11b、11b'光射出面

12后侧的面

13框架状的遮挡件

14窗口状的开口

15、15a、15b发光器件

16电路板

17控制单元

18壳体

19光玻璃

20壳体

21光玻璃

22遮挡件

120多面体面

120a棱边

b宽度

d1、d2厚度

D细节截段

F1、F2、F3面延伸

K机动车

LA光辐射方向

LA1-LAn光射出方向

L1、L2光线

MS微结构化部

S多面体状表面结构

X空间纵向方向

Y空间横向方向

Z空间高度方向

Claims (11)

1.一种用于机动车(K)的照明设备(1、2)，尤其是尾灯，所述照明设备具有至少一个构造成面式的光导体(1a、1b)并且具有至少一个发光器件(15；15a、15b)，其中，所述发光器件(15；15a、15b)的光线(L1、L2)经由与所述光导体(1a、1b)相关联的光射入面(10；10a、10b)能够射入或被射入到所述光导体(1a、11b)中，并且其中，射入的光线(L1、L2)经由所述光导体(1a)的至少一个光射出结构被转向所述光导体(1a)的至少一个光射出面(11)的方向，并且经由所述光射出面(11)再次从所述光导体(1a)中能够射出或被射出，其特征在于，所述光导体(1a)的与所述光射出面(11)相对而置的、后侧的面(12)至少在其面延伸(F1)的大部分上设有多面体状表面结构(S)，所述多面体状表面结构构造所述光导体(1a)的光射出结构并且由大量不规则地构造的多面体面(120)组成。

2.根据权利要求1所述的照明设备(1、2)，其特征在于，所述多面体状表面结构(S)是微结构化部。

3.根据权利要求1或2所述的照明设备(1、2)，其特征在于，所述多面体面中的每一个具有微结构化部(MS)。

4.根据权利要求3所述的照明设备(1、2)，其特征在于，所述微结构化部(MS)在至少一个空间方向(X、Y、Z)上具有在50μm至500μm范围内的周期性。

5.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1、2)，其特征在于，存在多个发光器件(15；15a)和至少一个用于操控所述发光器件(15；15a)的控制单元(17)，其中，所述发光器件(15；15a)能够彼此独立地操控，并且其中，所述发光器件(15；15a)能够如此操控并且相对于所述多面体面(120)的位置和/或取向布置，使得通过由所述发光器件(15；15a)发射的并且在所述光射出结构处转向的光线(L1)能够在特定观察位置中产生至少一种具有可察觉的闪烁的光功能。

6.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1、2)，其特征在于，所述光导体(1a)是平坦的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1、2)，其特征在于，存在至少一个第二光导体(1b)，至少一个第二发光器件(15b)的光线(L2)经由与所述第二光导体(1b)相关联的光射入面(10b)，能够射入或被射入到所述第二光导体中，并且经由所述第二光导体(1b)的至少一个光射出面(11b)再次能够射出或被射出，其中，面对所述光导体(1a、1b)的光射入面(10a、10b)的发光器件(15a、15b)布置在共同的电路板(16)上，并且所述光导体(1a、1b)的光射出面(11a、11b)至少区段式地面向相同的光辐射方向(LA)。

8.根据权利要求7所述的照明设备(1、2)，其特征在于，所述第二光导体(1b)同样构造成面式的，其中，所述光导体(1b)的一个边缘侧用作其光射入面(10b)，并且所述光导体(1b)的另一个边缘侧用作其光射出面(11b)。

9.根据权利要求7所述的照明设备(1、2)，其特征在于，所述第二光导体(1b)构造成杆状的，其中，所述第二光导体(1b)的一个端侧用作其光射入面(10b)，并且所述第二光导体(1b)的另一个端侧用作其光射出面(11b)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1、2)，其特征在于，一个光导体(1a)以其面延伸(F1)垂直于所述电路板(16)的面延伸(F3)取向，并且所述第二光导体(1b)平行于所述电路板(16)的面延伸(F3)取向，其中，所述第二光导体(1b)具有布置在其光射入面(10b)的区域中的偏转斜面(10c)。

11.一种机动车(K)，其特征在于至少一个根据前述权利要求中任一项所述的照明设备(1、2)。