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CN118149307A - 用于车辆的照明装置和包括该照明装置的车辆 - Google Patents

用于车辆的照明装置和包括该照明装置的车辆 Download PDF

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CN118149307A
CN118149307A CN202311658524.5A CN202311658524A CN118149307A CN 118149307 A CN118149307 A CN 118149307A CN 202311658524 A CN202311658524 A CN 202311658524A CN 118149307 A CN118149307 A CN 118149307A
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vehicle
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A·布卡
R·斯坦特
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Hela Satur Nuss Slovenia Co ltd
Hella GmbH and Co KGaA
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Abstract

本发明涉及一种用于车辆(46)的照明装置(24)，包括：光生成单元(12)，所述光生成单元至少包括提供第一颜色的光的第一光源(141)和提供第二颜色的光的第二光源(142)；以及具有第一端(18)和第二端(20)的混合单元(16)，其中，由第一光源(141)和第二光源(142)提供的光在第一端(18)处耦合到混合单元(16)中，混合光在第二端(20)处离开混合单元(16)，并且反射表面(22)在第一端(18)和第二端(20)之间延伸，耦合到混合单元(16)中的光在所述反射表面上被反射，其中，反射表面(22)具有漫射特性(D)，使得耦合到混合单元(16)中的光被漫反射。此外，本发明还涉及一种包括该照明装置(24)的车辆(46)。

Description

用于车辆的照明装置和包括该照明装置的车辆
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的照明装置。此外，本发明还涉及包括该照明装置的车辆。
背景技术
车辆中的照明变得愈发重要。特别地，乘客舱的照明在功能和设计方面具有重要意义。被照亮的表面可以用于定向和触发某些功能，例如激活车窗升降器或空调。被照亮的开关也是如此。从设计角度来看，可以通过相应的照明来提供氛围照明，通过该氛围照明可以在乘客舱内产生特定的氛围。
LED通常用作光源，因为与灯泡相比，LED可以显著降低能耗和发热量。为了将由光源所产生的光引导到乘客舱内部的特定位置，使用光引导装置。光引导装置通常包括一束光纤，特别是由塑料或玻璃制成的光纤，由光源提供的光必须耦合到该光纤中。光源通常包括三个LED，每个LED提供红、绿和蓝三原色中的不同颜色的光。通过改变三个LED发射的光的强度，可以提供不同颜色的光。这同样适用于其他光源，例如激光。
然而，为了有效地将光耦合到光引导装置中并且提供在颜色和强度方面高度均质化的光，有必要在将由LED发射的光耦合到光引导装置中之前对所述光进行混合。
EP 3 525 017 A1公开了一种照明装置，所述照明装置包括用于混合由LED发射的光的混合单元。混合单元通常为杆状的并且具有六边形横截面。混合单元相对较长，使得所占用的安装空间较大。然而，车辆内部的安装空间有限。因此，并不是所有能想到的应用都能够实现，或者光生成单元必须定位成远离待照亮的乘客舱的位置。光引导装置因此可能变得相当长，这可能会导致到达待照亮的位置的光的强度发生损耗。
发明内容
因此，本发明的一个实施例的一项任务是提出一种与现有技术中已知的照明装置相比需要减少的结构空间的照明装置。此外，本发明的一项任务是提供一种配备有这种照明装置的车辆。
该任务是通过权利要求1和10中明确规定的特征来解决的。有利的实施例是从属权利要求的主题。
根据本发明的一实施例，用于车辆的照明装置包括：
光生成单元，所述光生成单元至少包括：
提供第一颜色的光的第一光源，和
提供第二颜色的光的第二光源，以及
具有第一端和第二端的混合单元，其中，
由第一光源和第二光源提供的光在第一端处被耦合到混合单元中，
混合光在第二端处离开混合单元，并且
反射表面在第一端和第二端之间延伸，耦合到混合单元中的光在所述反射表面上被反射，
其中，反射表面具有漫射特性，使得耦合到混合单元中的光被漫反射。
“反射表面在第一端和第二端之间延伸”这一术语可以理解为反射表面完全或部分地在第一端和第二端之间延伸。
漫反射也称为体反射或朗伯反射，发生在具有漫射特性的反射表面上。照射到这种反射表面上的光被反射或散射到多个方向。
与此相反，EP 3 525 017 A1中公开的混合单元包括非常平整并且类似于镜子的反射表面。照射在平整的反射表面上的光几乎只向一个方向反射。入射角等于出射角。这种反射也称为镜面反射。EP 3 525 017 A1的混合单元的长度使得60％的光在经由第二端离开混合单元之前在反射表面上反射两次。据信，这种反射行为会使光有效地耦合到光引导装置中并且使发射的光在颜色和强度上保持均质。
根据本发明，在混合单元的反射表面上发生的反射由朗伯反射和镜面反射两者构成。由于照射在本发明的混合单元的反射表面上的光有一部分是以小于入射角的出射角反射的，因此与EP 3 525 017 A1中公开的混合单元相比，可以在长度较小的混合单元中实现光的充分混合。然而，经由第二表面离开混合单元的光在强度和颜色方面具有相媲美的均质性。因此，在不牺牲所发射的光的质量的情况下，本发明的照明装置占用的结构空间更小。
在另一个实施例中，反射表面的粗糙度等于或大于1μm。粗糙度可以指最大表面粗糙度Rmax，即各个测量区段的最大独立粗糙度深度。最大表面粗糙度的上限估计为50μm。已经发现，具有这样的粗糙度的反射表面产生特别有效的混合，并且离开照明装置的光在颜色和强度方面具有高均质性。
另外的实施例限定反射表面由纹理表面(grained surface)提供。纹理表面相对容易制造并且致使离开照明装置的光具有期望的特性。
根据本发明的一实施例，纹理表面被金属化。金属化的表面确保高百分比的光被反射到反射表面上，使得在混合单元内部的损耗可以保持在较低水平，特别是在强度方面的损耗。
在另一个实施例中，反射表面由具有漫射特性的漫射材料提供。不仅表面特性本身对漫射特性有影响，而且制成反射表面的材料也对漫射特性有影响。为了提供期望的漫射特性，使用对应的材料制造反射表面可能就足够了。可以省略反射表面的处理步骤，从而使照明装置制造简单。
另外的实施例限定漫射材料是塑料材料，特别是聚合物，例如聚碳酸酯。特别地，使用例如聚碳酸酯的热塑性树脂使得能够通过注塑成型来生产混合单元，从而能够在短时间内以可接受的成本生产出大量的混合单元。已经发现，聚碳酸酯提供符合上述要求的漫射特性。合适的市售聚碳酸酯为例如ALCOM PWL 10/1.1 WT1302-05LB、ALCOM LB PC 100014073 WT1164-14和ALCOM PWL 10/1 WT41-913LB。
根据本发明的一实施例，光引导装置紧固至混合单元的第二端。尽管还可以想到其他应用，但在大多数情况下，离开混合单元的光被耦合到一个或多个光引导装置中。然后，光引导装置进一步将光传输到待照亮的位置，例如表面或开关。离开混合单元的光被良好地调制，以便有效地耦合到光引导装置中。
在另一个实施例中，光引导装置通过套箍紧固至混合单元。已经发现，套箍是一种廉价的紧固装置，通过其，可以将光引导装置连接到混合单元，使得组装简单。此外，在使离开混合单元的光耦合到光引导装置中时，在光强度上的损耗保持较低。
在另外的实施例中，照明装置包括：
壳体，用于接收光生成单元和混合单元，以及
紧固部件，其能够通过闩锁连接部可释放地连接至壳体，其中，紧固部件包括至少一个锁定单元，所述锁定单元在连接状态下接合在套箍后面。
如上所述，与现有技术已知的混合单元相比，本发明的混合单元的长度显著更小。因此，已知照明装置的壳体包括环绕混合单元的较长隆起部(elevation)。套箍连接到该隆起部的自由端并且因此位于与剩余壳体相距相当大的距离处。通常，使用一种盖形螺母或类似装置将套箍连接到隆起部的自由端。
与此相反，本发明的照明装置的壳体隆起部显著较小，使得套箍与剩余壳体的距离更近。由于距离缩短，因此可以使用闩锁连接部，与现有技术中使用的盖形螺母或类似装置相比，通过闩锁连接部可以简化紧固过程。由于距离缩短，作用在隆起部处的弯矩以及因此作用在套箍和隆起部之间的连接部上的弯矩也随之减小，从而使连接部的设计尺寸可以更小。
本发明的另一个方面涉及一种包括根据前述实施例中的任一个所述的照明装置的车辆。
关于本照明装置所讨论的技术效果和优点同样适用于车辆。简而言之，根据本发明，在混合单元的反射表面上发生的反射由朗伯反射和镜面反射两者构成。与现有技术中已知的混合单元相比，可以在具有较小长度的混合单元中实现光的充分混合。然而，经由第二表面离开混合单元的光在强度和颜色方面具有相媲美的均质性。因此，在不牺牲所发射的光的质量的情况下，本发明的照明装置占用的结构空间更小。因此，给定车辆内部的可用结构空间可以用于安装本发明的照明装置，而在使用传统照明装置时该空间会显得太小。可以增加给定车辆内部的照明应用的数量。
附图说明
参照附图详细描述本发明，其中：
图1A示出了根据现有技术的照明装置，
图1B通过放大图示出了图1A中限定的截面X，
图2A示出了根据本发明的照明装置，
图2B通过放大图示出了图2A中限定的截面Y，图1A至图2B是原理图，
图3是耦合到光引导装置的本发明照明装置的透视图，
图4是包括例如如图3所示的多个本发明的照明装置的车辆的原理俯视图。
具体实施方式
图1A通过原理图示出了根据现有技术的照明装置10。照明装置10包括光生成单元12，该光生成单元具有第一光源141、第二光源142和第三光源143，这些光源全部被实施为LED，但是光生成单元12也可以包括其他光源，例如激光。第一光源141发射第一颜色(例如，红色)的光，第二光源142发射第二颜色(例如，绿色)的光，第三光源143发射第三颜色(例如，蓝色)(三原色)的光。
此外，照明装置10配备有混合单元16，所述混合单元为杆状的并且具有第一端18和第二端20。反射表面22在第一端18和第二端20之间延伸。混合单元16可以具有六边形的横截面以及第一端18与第二端20之间的第一长度l1和给定宽度w。光生成单元12发射的光被耦合到混合单元16中并且在第一端18处进入该混合单元。
特别是从图1B明显看出，图1A所示的混合单元16的反射表面22非常平整并且类似于镜子。以入射角θA照射反射表面22的给定光线在反射表面22上几乎完全向一个方向反射，出射角θE等于入射角θA。这种反射也称为镜面反射。这种反射使由三个光源141、142、143发射的光混合，使得在颜色和强度方面相当均质的光在第二端20处离开混合单元16。
在图2A和图2B中，同样通过原理图示出了根据本发明的照明装置24。根据本发明的照明装置24的基本构造类似于图1A和图1B所示的照明装置10，因此下面仅对主要差别作进一步讨论。
同样，混合单元16也包括第一端18和第二端20，所述第一端和所述第二端布置成彼此间隔开第二长度l2。混合单元16具有与图1A和图1B所示的照明装置10的混合单元16的宽度w相同的宽度w。根据本发明的照明装置24的反射表面22具有漫射特性D，使得进入混合单元16的光不仅仅通过如针对图1A和图1B示出的混合单元16所述的镜面反射的方式反射。由于漫射特性D，照射到本发明的混合单元16的反射表面22上的光进一步还沿更多方向反射，所述更多方向中的两个方向在图2B中示出。在这种情况下，出射角θE(图2B中未明确指示)与入射角θA(图2B中未明确指示)不同。这种反射称为朗伯反射。
由于反射表面22的漫射特性D，与第一长度l1相比，可以减小第二长度l2(参见图1A和2A)，而不牺牲离开混合单元16的光在颜色和强度方面的均质性。已经发现，在保持混合单元16的直径或宽度w不变的情况下，第二长度l2可以减小到第一长度l1的六分之一或甚至更小。
在图2B中，详细示出了根据本发明的混合单元16的反射表面22。反射表面22的粗糙度R可以大于1μm。此外，反射表面22可以由纹理表面26提供，该纹理表面可以被金属化。
可替换地或附加地，反射表面22由具有漫射特性D的漫射材料M(例如塑料材料，特别是聚碳酸酯)提供。
参照图3，通过透视图示出了根据本发明的照明装置24。照明装置24包括壳体28，光生成单元12和混合单元16(参见图2A和图2B)布置在该壳体中。壳体28形成有插头32，电源线可以连接到所述插头以为光生成单元12提供电能。
此外，壳体28形成有环绕混合单元16的小的隆起部30。光引导装置34通过套箍36连接到隆起部30。单独的紧固部件38通过闩锁连接部40连接到壳体28。紧固部件38形成有多个锁定单元42，所述多个锁定单元将套箍36紧固至隆起部30。在图3所示的连接状态下，锁定单元42包封光引导装置34并且从壳体28方向观察接合在套箍36后面。锁定单元42形成至少一个间隙44，光引导装置34可以移动穿过该间隙，使得锁定单元42可以接合在套箍36后面。然后，紧固部件38朝向壳体28移动并且通过闩锁连接部40与该壳体相连接。在连接状态下，套箍36相对于隆起部30正确地定位。
图4示出了车辆46的原理俯视图，该车辆包括多个本发明的照明装置24，例如如图3所示的照明装置。
附图标记列表
10 根据现有技术的照明装置
12 光生成单元
14 光源
141 第一光源
142 第二光源
143 第三光源
16 混合单元
18 第一端
20 第二端
22 反射表面
24 根据本发明的照明装置
26 纹理表面
28 壳体
30 隆起部
32 插头
34 光引导装置
36 套箍
38 紧固部件
40 闩锁连接部
42 锁定单元
44 间隙
46 车辆
D 漫射特性
l1 第一长度
l2 第二长度
M 漫射材料
R 粗糙度
w 宽度
θA 入射角
θE 出射角

Claims (10)

1.一种用于车辆(46)的照明装置(24)，包括：
光生成单元(12)，所述光生成单元至少包括：
提供第一颜色的光的第一光源(141)，和
提供第二颜色的光的第二光源(142)，以及
具有第一端(18)和第二端(20)的混合单元(16)，其中，
由所述第一光源(141)和所述第二光源(142)提供的光在所述第一端(18)处耦合到所述混合单元(16)中，
所述混合光在所述第二端(20)处离开所述混合单元(16)，并且
反射表面(22)在所述第一端(18)和所述第二端(20)之间延伸，耦合到所述混合单元(16)中的光在所述反射表面上被反射，
其中，所述反射表面(22)具有漫射特性(D)，使得耦合到所述混合单元(16)中的光被漫反射。
2.根据权利要求1所述的照明装置(24)，
其特征在于，所述反射表面(22)的粗糙度(R)大于1μm。
3.根据权利要求2所述的照明装置(24)，
其特征在于，所述反射表面(22)由纹理表面(26)提供。
4.根据权利要求3所述的照明装置(24)，
其特征在于，所述纹理表面(26)被金属化。
5.根据权利要求1所述的照明装置(24)，
其特征在于，所述反射表面(22)由具有漫射特性(D)的漫射材料(M)提供。
6.根据权利要求5所述的照明装置(24)，
其特征在于，所述漫射材料(M)是塑料材料，特别是聚合物，例如聚碳酸酯。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的照明装置(24)，
其特征在于，光引导装置(34)紧固至所述混合单元(16)的所述第二端(20)。
8.根据权利要求7所述的照明装置(24)，
其特征在于，所述光引导装置(34)通过套箍(36)紧固至所述混合单元(16)。
9.根据权利要求8所述的照明装置(24)，
其特征在于，所述照明装置(24)包括：
用于接收所述光生成单元(12)和所述混合单元(16)的壳体(28)，以及
紧固部件(38)，所述紧固部件能够通过闩锁连接部(40)可释放地连接到所述壳体(28)，其中，所述紧固部件(38)包括至少一个锁定单元(42)，在连接状态下，所述至少一个锁定单元接合在所述套箍(36)后面。
10.一种车辆(46)，所述车辆包括根据权利要求1至9中任一项所述的照明装置(24)。
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