指示燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種警示燈，包括：光源；剛性的光引導(dǎo)件，其形成柱狀物，該光引導(dǎo)件包括：入口光學(xué)表面，界定光學(xué)引導(dǎo)件的下表面，且來(lái)自光源的光經(jīng)由該入射光學(xué)表面進(jìn)入光學(xué)引導(dǎo)件；出口光學(xué)表面，界定光引導(dǎo)件的上表面，且來(lái)自光源的光經(jīng)由該出口光學(xué)表面被發(fā)射；至少在其大部分長(zhǎng)度上的矩形橫截面部，其特征在于，對(duì)于至少一個(gè)居中在優(yōu)選出口方向上的孔徑張角（α），光源被設(shè)置在入口光學(xué)表面的側(cè)上、在光學(xué)引導(dǎo)件的縱向軸線（A）與反向虛擬光線的路徑之間的相交處，所述反向虛擬光線對(duì)應(yīng)于通過(guò)光源發(fā)射的光線沿相反方向傳播的路徑，通過(guò)沿優(yōu)選方向入射，反向虛擬光線穿過(guò)出口光學(xué)表面進(jìn)入光學(xué)引導(dǎo)件，被出口光學(xué)表面折射、且被光學(xué)引導(dǎo)件的側(cè)壁反射至少一次，且特征在于，光學(xué)引導(dǎo)件的入口光學(xué)表面（9）包括平面表面部分，其設(shè)置在所述虛擬光線的路徑上，并在入口光學(xué)表面處垂直于所述光線。
【專利說(shuō)明】指示燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種警示或指使燈，特別地用于車輛儀表盤，其借助發(fā)光信號(hào)警告使用者。
【背景技術(shù)】
[0002]已知生產(chǎn)借助光引導(dǎo)件的警示燈，所述光引導(dǎo)件引導(dǎo)由光源(通常地，發(fā)光二極管(LED))朝向待照明表面發(fā)射光。
[0003]光引導(dǎo)件通常采用細(xì)長(zhǎng)透明塑料部件的形式，其通常為平行六面體或管狀。它具有輸入表面或朝向光源指向的屈光部(diopter)，和輸出表面或?qū)?yīng)于指示器的待照明表面的屈光部。待照明表面可另外包括形成象形圖的標(biāo)志或標(biāo)記，所述象形圖將在光照下清晰明顯，其目的在于指示與指示燈相關(guān)的功能或警報(bào)。
[0004]光引導(dǎo)件具有平坦的輸入屈光部，該輸入屈光部在引導(dǎo)件軸線周圍產(chǎn)生明亮的照明，但是位于警示燈一側(cè)的觀察者僅接收小部分的發(fā)射光度。為了滿足制造商的要求，包括這種光引導(dǎo)件的警示燈要求大功率的光源。然而，大功率的光源更昂貴，要求更多的功率并產(chǎn)生更多的熱量，其必須被疏散。
[0005]已知生產(chǎn)半球狀的或至少呈凹圓狀的輸入屈光部，以便在所有可能的觀察角度上均等地分散通過(guò)警示燈輻射的功率。
[0006]發(fā)光度繼而更好地被分配到側(cè)部，但是沿觀察者的特定方向傳遞的功率對(duì)于給定的照明功率更低。
[0007]特別地，在車輛儀表板的情況中，觀察者、駕駛員和乘客的位置是已知并相對(duì)于該警示燈固定。由此，大部分輻射功率被浪費(fèi)，因?yàn)榫緹粢惭夭槐匾姆较虬l(fā)射，特別是朝向車輛的地面和頂棚，在這里不存在使用者。為了提高警示燈的外觀，因此還必要的是使用相對(duì)高功率的發(fā)光二極管。
[0008]另外，因?yàn)槎O管的形狀，當(dāng)直接觀察時(shí)，裝配有這種光引導(dǎo)件(具有輸入屈光部，該輸入屈光部具有平坦的或呈圓形的表面)的指示燈在被照明表面的中心內(nèi)具有更少照明的暗區(qū)，這降低警示燈的外觀。
[0009]車輛儀表板通常包括多個(gè)這種警示燈，一般為大約十個(gè)。高功率二極管的使用因此帶來(lái)不可忽視的附加成本。另外，它們的高功耗是電源供應(yīng)上的負(fù)擔(dān)，且必須提供用于耗散產(chǎn)生的熱量的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了至少部分地克服前述缺陷，本發(fā)明的一個(gè)主題是一種警示燈，其包括:
[0011]光源；和
[0012]剛性的光引導(dǎo)件，其形成柱狀物，包括:
[0013]輸入屈光部，界定光引導(dǎo)件的下表面，且來(lái)自源的光經(jīng)由該輸入屈光部進(jìn)入光引導(dǎo)件，[0014]輸出屈光部，界定光引導(dǎo)件的上表面，且來(lái)自源的光經(jīng)由該輸出屈光部被發(fā)射，和
[0015]至少在其整個(gè)長(zhǎng)度上的矩形橫截面部，
[0016]其特征在于，對(duì)于至少一個(gè)居中在優(yōu)先輸出方向上的孔徑張角，源被設(shè)置在輸入屈光部旁邊，在光引導(dǎo)件的縱向軸線與反向虛擬光線的路徑之間的相交處，所述反向虛擬光線對(duì)應(yīng)于通過(guò)光源發(fā)射的反向傳播的光線的路徑，反向虛擬光線沿優(yōu)先方向入射在光引導(dǎo)件上并經(jīng)由輸出屈光部進(jìn)入其中、被輸出屈光部折射和被光引導(dǎo)件的側(cè)壁反射至少一次，且在于，光引導(dǎo)件的輸入屈光部包括平坦表面部分，其設(shè)置在所述虛擬光線的路徑上，并在輸入屈光部處垂直于后者。
[0017]由此獲得的警示燈將輻射功率聚集在其將被使用者看到的方向上，然而不對(duì)應(yīng)于使用者的預(yù)期位置的角度將不被那么好地照明，甚至完全不被照明。
[0018]對(duì)于從使用者的觀察點(diǎn)觀察的給定外觀，其將由此可以使用較小功率的發(fā)光二極管，并因此使用更便宜、耗費(fèi)更少功率并產(chǎn)生更少的待耗散熱量的二極管。另外，觀察到的被照明表面的中心的暗區(qū)消失。
[0019]該警示燈可另外具有一個(gè)或多個(gè)以下特征，所述特征單獨(dú)或組合應(yīng)用。
[0020]所述光源是發(fā)光二極管。
[0021 ] 所述光引導(dǎo)件由硬塑料制成。
[0022]所述硬塑料是聚甲基丙烯酸甲酯.[0023]所述硬塑料是聚碳酸酯。
[0024]所述側(cè)壁和所述輸入屈光 部被拋光，具有小于0.05微米的表面粗糙度。
[0025]所述光引導(dǎo)件在輸出屈光部旁邊具有圓形橫截面部的端部部分，圓形橫截面部的端部部分經(jīng)由橫截面形狀的漸變過(guò)度部被連接到矩形橫截面的部分。
[0026]光引導(dǎo)件的輸入屈光部包括多個(gè)平坦表面部分，其每一個(gè)垂直于反向虛擬光線設(shè)置，所述反向虛擬光線沿優(yōu)先于多個(gè)優(yōu)先方向的方向入射。
[0027]光引導(dǎo)件的輸入屈光部包括多個(gè)平坦表面部分，其彼此平行布置，并平行于在輸入屈光部處垂直于反向虛擬光線取向的平坦表面部分，所述多個(gè)表面部分包括在預(yù)設(shè)的厚度中，且通過(guò)垂直于輸出屈光部的表面分開(kāi)。
[0028]光引導(dǎo)件的輸入屈光部包括多個(gè)平坦表面部分，其彼此平行布置，并平行于在輸入屈光部處垂直于反向虛擬光線取向的平坦表面部分，所述多個(gè)表面部分通過(guò)平行于輸出屈光部的表面分開(kāi)。
[0029]光引導(dǎo)件在輸出屈光部與輸入屈光部之間的長(zhǎng)度使得，反向虛擬光線僅被側(cè)壁反
射一次。
[0030]本發(fā)明的另一主題是用于機(jī)動(dòng)車輛的儀表板，其特征在于，其包括至少一個(gè)如上所述的警示燈，且在于，優(yōu)先方向?qū)?yīng)于車輛使用者的預(yù)期位置。
[0031]特別地，該儀表板可包括至少一個(gè)警示燈，對(duì)于該警示燈，所述優(yōu)先方向總共為兩個(gè)，并對(duì)應(yīng)于乘客車廂中的車輛的駕駛員和乘客的預(yù)期位置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]當(dāng)閱讀以下附圖的描述時(shí)，其他優(yōu)勢(shì)和特征將變得明顯，附圖中:
[0033]圖1是根據(jù)本發(fā)明的警示燈光引導(dǎo)件的示意性剖視圖；[0034]圖2是從包括根據(jù)本發(fā)明的警示燈的車輛的乘客車廂內(nèi)部上方觀察的示意圖；
[0035]圖3a是根據(jù)本發(fā)明的警示燈的變體的示意性正視圖；
[0036]圖3b是圖3a中的變體的示意性側(cè)視圖；
[0037]圖4是另一變體光引導(dǎo)件的透視圖；
[0038]圖5是根據(jù)本發(fā)明的警示燈光引導(dǎo)件的一替換實(shí)施例的示意性剖視圖；和
[0039]圖6是根據(jù)本發(fā)明的警示燈光引導(dǎo)件的第二替換實(shí)施例的示意性剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]在所有附圖中，相同的參考標(biāo)記涉及相同的元件。
[0041]本發(fā)明涉及一種警示燈，其特別用于車輛儀表板。該警示燈I包括源3和光引導(dǎo)件5。
[0042]在圖1中，可看出，光引導(dǎo)件5具有大致細(xì)長(zhǎng)的形狀，其形成具有縱向軸線A的柱狀物。其上表面(定位在使用者側(cè))例如是平坦的，并形成輸出屈光部7，來(lái)自源3的光經(jīng)由所述輸出屈光部7被發(fā)射。替代地，輸出屈光部可以是彎曲的，尤其是略呈圓形的表面。光引導(dǎo)件5的下表面(與光源3定位在同一側(cè)上)形成輸入屈光部9,來(lái)自源3的光經(jīng)由該輸入屈光部9進(jìn)入光引導(dǎo)件5。光引導(dǎo)件5在其大部分長(zhǎng)度上(甚至如在本情形中，在其整個(gè)長(zhǎng)度上)具有矩形和(可選地)方形的橫截面。矩形橫截面部的長(zhǎng)度部分具有作為其中心軸線的縱向軸線A。
[0043]光源3例如是發(fā)光二極管(LED)。光引導(dǎo)件優(yōu)選地由硬塑料制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA或Plexiglass?),甚至由聚碳酸酯制成。
[0044]對(duì)于居中在優(yōu)先輸出方向Ila上的孔徑張角α，反向虛擬光線13可被定義為與由源3發(fā)射的光線的沿反方向傳播的路徑相一致。
[0045]反向虛擬光線13沿優(yōu)先方向Ila入射在光引導(dǎo)件5上，并經(jīng)由輸入屈光部7進(jìn)入其中。其通過(guò)輸入屈光部7被折射，并被光引導(dǎo)件5的側(cè)壁15反射至少一次。
[0046]輸入屈光部9的表面的一個(gè)半表面17a (其設(shè)置在所述虛擬光線13的路徑上)布置為是平坦的，且在輸入屈光部9處垂直于所述光線。
[0047]光源3被設(shè)置在輸入屈光部9旁邊，在光引導(dǎo)件的縱向軸線A與反向虛擬光線13的路徑之間的交叉處。
[0048]由此，通過(guò)源3發(fā)射的光沿平坦表面部分17a的方向重蹈(retrace)虛擬光線13的路徑，并作為具有居中在優(yōu)先方向Ila上的孔徑張角α的光束在輸出屈光部7處被發(fā)射。
[0049]該光束對(duì)應(yīng)于平坦表面部分17a的圖像沿虛擬光線13的路徑的投影，孔徑張角α作為平坦表面部分17a的尺寸以及平坦表面部分17a與光源3之間距離的函數(shù)而變化。將所述平坦表面17a設(shè)置的更靠近光源3增大孔徑α。相反，增大平坦表面17a與源3之間的距離降低孔徑α。
[0050]為了最小化由于從壁15反射而造成的功率損失，光引導(dǎo)件5的長(zhǎng)度(從輸入屈光部7至輸出屈光部9)可以被選擇為使得，虛擬光線13在其路徑上僅被反射一次。
[0051]為了優(yōu)化反射和折射，光引導(dǎo)件3的側(cè)壁15和輸入屈光部9必須被拋光，并具有大約0.05微米(小于所使用的波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí))的表面粗糙度。輸出屈光部7被粗糙化，以便獲得大的顆粒度，由此促進(jìn)光的散射和提高警示燈的外觀。
[0052]在本情況中，輸入屈光部9的另一半形成第二平坦表面17b，所述第二平坦表面通過(guò)第一平面17a繞軸線A的軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)而獲得。根據(jù)完全類似的原理，該第二平坦平面17使得能夠?qū)崿F(xiàn)沿第二方向Ilb的發(fā)射，所述第二方向Ilb與第一方向Ila對(duì)稱。大部分來(lái)自光源3的輻射繼而被均勻地分配在這兩個(gè)優(yōu)先方向IlaUlb之間。
[0053]警示燈I還可以具有多于兩個(gè)的平面部分17a、17b，每一個(gè)垂直于反向虛擬光線13設(shè)置，所述反向虛擬光線13沿引導(dǎo)到至少一個(gè)使用者期待位置的多個(gè)方向中的方向I la、I Ib入射。還可以降低至少一個(gè)表面17a、17b所占據(jù)的輸入屈光部9的相關(guān)部分，以便降低沿相應(yīng)方向Ila或Ilb的照明亮度。
[0054]圖2示意性地示出了從上方觀察的車輛乘客車廂的內(nèi)部。車輛的使用者19、21坐在他們的座位23上并面對(duì)儀表板25。儀表板25包括多個(gè)警示燈I。
[0055]警示燈I的光引導(dǎo)件5 (其僅輸出屈光部7可見(jiàn))包括兩個(gè)平坦表面部分17，其取向?yàn)橐员銉?yōu)先方向IlaUlb引導(dǎo)至駕駛員19和乘客21的面前。
[0056]也可以設(shè)想僅優(yōu)先方向Ila或Ilb中的一個(gè)，以便警示燈I對(duì)車輛的使用者19或21中的僅一個(gè)特別可見(jiàn)。
[0057]圖3a和3b示出了光引導(dǎo)件5的特定實(shí)施例，所述光引導(dǎo)件5能夠被并入到如上所述的儀表板25。
[0058]在圖3a中，光引導(dǎo)件5的輸入屈光部9具有V形形狀，其沿光源3的方向開(kāi)口，包括兩個(gè)半表面17a、17b。在附圖的平面中，所述半表面與縱向軸線A形成55°的角度。光引導(dǎo)件5的長(zhǎng)度使得，通過(guò)源發(fā)射的、垂直于半表面17a、17b中的一個(gè)的光線從光引導(dǎo)件5的側(cè)壁15反射3次，并在輸出屈光部7的中心離開(kāi)該輸出屈光部。
[0059]所述光線13的輸出方向Ila或Ilb通過(guò)半表面17a或17b與軸線A之間的角度設(shè)定，且在本情況中，與由聚碳酸酯制成的光引導(dǎo)件5成約60°的角度。該角度允許優(yōu)先方向Ila或Ilb取向在水平平面中。
[0060]圖3b顯示了半表面17a和17b，在附圖的平面中，其與縱向軸線A的垂線成15°的角度。該角度允許優(yōu)先方向Ila或Ilb取向在垂直平面中。特別地，用于該角度的值的范圍允許光束從通常的儀表板25的高度被提高到面部高度。
[0061]圖4顯示了光引導(dǎo)件5的變形形式，其包括輸出屈光部7旁邊的圓形橫截面部的端部部分27。圓形橫截面部的端部部分27經(jīng)由橫截面形狀的漸變過(guò)渡部被連接到矩形橫截面的部分29。
[0062]由此，使用者見(jiàn)到被照亮的圓形表面。類似地，可以獲得其他幾何形狀。
[0063]圖5顯示了包括受到菲涅耳透鏡啟發(fā)的光引導(dǎo)件的警示燈I的替換實(shí)施例。
[0064]針對(duì)優(yōu)先方向IlaUlb的每一個(gè)，光引導(dǎo)件5的輸入屈光部9包括多個(gè)平坦表面部分17a、17b，其平行于彼此設(shè)置，且平行于垂直于反向虛擬光線13取向的平坦表面部分，所述反向虛擬光線對(duì)應(yīng)于討論中的方向Ila或lib。每多個(gè)表面部分17a、17b全部包括在預(yù)設(shè)的厚度e中，且通過(guò)表面部分31分開(kāi)，所述表面部分31平行于來(lái)自源的、在這里入射到該屈光部上的光線。
[0065]這種光引導(dǎo)件5允許沿縱向軸線A增大警示燈I的緊湊度。
[0066]圖6顯示了警示燈I的光引導(dǎo)件5的第二實(shí)施例。[0067]在該實(shí)施例中，針對(duì)優(yōu)先方向IlaUlb的每一個(gè)，光引導(dǎo)件5的輸入屈光部9包括多個(gè)平坦表面部分17a、17b，其彼此平行，并平行于垂直于反向虛擬光線13取向的平坦表面部分，所述反向虛擬光線13對(duì)應(yīng)于所討論的方向Ila或lib。每多個(gè)表面部分17a、17b通過(guò)表面部分33成對(duì)地分開(kāi)，所述表面部分33垂直于縱向軸線A設(shè)置。
[0068]所述表面部分33 (垂直于縱向軸線A設(shè)置)捕獲以居中在縱向軸線A上的孔徑張角傳播的光，以便提高用于面對(duì)所述燈的觀察者的警示燈I的發(fā)光度，并使得當(dāng)觀察者略微改變他們的觀察角度時(shí)警示燈I的外觀更一致。
[0069]以上描述的警示燈I允許特定優(yōu)先方向IlaUlb被照明，而損害其他方向的照明，因此，警示燈僅從車輛乘客車廂中的特定位置(駕駛員19或乘客21)特別可見(jiàn)，且可以進(jìn)行照明功率的一定節(jié)省。更低功率的二極管，并由此更低成本的二極管，可由此被用作光源3。所述二極管還產(chǎn)生更少的熱量，且在該熱量的疏散方面，用于將警示燈I安裝在儀表板25上的方式要求更少的優(yōu)化。
【權(quán)利要求】
1.一種警示燈(I)，包括: 光源(3);和 剛性的光引導(dǎo)件(5)，其形成柱狀物，包括: 輸入屈光部(9)，界定光引導(dǎo)件(5)的下表面，且來(lái)自源(3)的光經(jīng)由該輸入屈光部(9)進(jìn)入光引導(dǎo)件(5)， 輸出屈光部(7)，界定光引導(dǎo)件(5)的上表面，且來(lái)自源(3)的光經(jīng)由該輸出屈光部(7)被發(fā)射，和 至少在其大部分長(zhǎng)度上的矩形橫截面部(29)， 其特征在于，對(duì)于至少一個(gè)居中在優(yōu)先輸出方向(IlaUlb)上的孔徑張角(α )，源(3)被設(shè)置在輸入屈光部(9)旁邊、在光引導(dǎo)件(5)的縱向軸線(A)與反向虛擬光線(13)的路徑之間的相交處，所述反向虛擬光線(13)對(duì)應(yīng)于通過(guò)光源(3)發(fā)射的光線的沿相反方向傳播的路徑，反向虛擬光線(13)沿優(yōu)先方向(IlaUlb)入射在光引導(dǎo)件(5)上并經(jīng)由輸出屈光部(7)進(jìn)入其中、被輸出屈光部(7)折射和被光引導(dǎo)件(5)的側(cè)壁(15)反射至少一次，且在于，光引導(dǎo)件(5)的輸入屈光部(9)包括平坦表面部分(17a、17b)，其設(shè)置在所述虛擬光線(13 )的路徑上，并在輸入屈光部(9 )處垂直于所述虛擬光線。
2.如權(quán)利要求1所述的警示燈，其特征在于，所述光源(3)是發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的警示燈，其特征在于，所述光引導(dǎo)件(5)由硬塑料制成。
4.如權(quán)利要求3所述的 警示燈，其特征在于，所述硬塑料為聚甲基丙烯酸甲酯。
5.如權(quán)利要求3所述的警示燈，其特征在于，所述硬塑料為聚碳酸酯。
6.如權(quán)利要求1至5中至少一項(xiàng)所述的警示燈，其特征在于，所述側(cè)壁(15)和所述輸入屈光部(9)被拋光，具有小于0.05微米的表面粗糙度。
7.如前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的警示燈，其特征在于，光引導(dǎo)件(5)在輸出屈光部(9)旁邊具有圓形橫截面的端部部分(27)，圓形橫截面的端部部分(27)經(jīng)由橫截面形狀的漸變過(guò)度部被連接到矩形橫截面的部分(29)。
8.如前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的警示燈，其特征在于，光引導(dǎo)件(5)的輸入屈光部(9)包括多個(gè)平坦表面部分(17a、17b)，其每個(gè)垂直于各自的反向虛擬光線(13)設(shè)置，所述反向虛擬光線沿優(yōu)先于多個(gè)其他方向的方向(I la、I Ib )入射。
9.如前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的警示燈，其特征在于，光引導(dǎo)件(5)的輸入屈光部(9)包括多個(gè)平坦表面部分(17a、17b)，其彼此平行布置，該平坦表面部分(17a、17b)中的一個(gè)取向?yàn)樵谳斎肭獠?9)處垂直于反向虛擬光線(13)，包括在預(yù)設(shè)厚度(e)內(nèi)并通過(guò)表面部分(31)分開(kāi)，所述表面部分(31)平行于從所述源在這里入射到該屈光部上的光線。
10.如權(quán)利要求1至8中至少一項(xiàng)所述的警示燈，其特征在于，光引導(dǎo)件(5)的輸入屈光部(9)包括彼此平行設(shè)置的多個(gè)平坦表面部分(17a、17b)，所述平坦表面部分(17a、17b)中的一個(gè)被取向?yàn)樵谳斎肭獠?9)處垂直于反向虛擬光線(13)，所述平坦表面部分通過(guò)垂直于光軸線A設(shè)置的表面部分(33)分開(kāi)。
11.如前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的警示燈，其特征在于，光引導(dǎo)件在輸出屈光部(7)與輸入屈光部(9)之間的長(zhǎng)度使得，反向虛擬光線(13)在其路徑上僅被側(cè)壁(15)反射一次。
12.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的儀表板(25)，其特征在于，其包括至少一個(gè)如前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的警示燈(I)，且在于，所述優(yōu)先方向(11a，Ilb)對(duì)應(yīng)于車輛的使用者(19，21)的預(yù)期位置。
13.如權(quán)利要求12所述的儀表板，其特征在于，其包括至少一個(gè)根據(jù)至少權(quán)利要求8所述的警示燈(1)，且在于，優(yōu)先方向(11a，Ilb)總共為兩個(gè)，并對(duì)應(yīng)于乘客車廂中的車輛的駕駛員(19)和乘客(21)的預(yù) 期位置。
【文檔編號(hào)】F21S8/00GK103517829SQ201180067531
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月14日
【發(fā)明者】M.索雷勒 申請(qǐng)人:法雷奧熱系統(tǒng)公司