專利名稱：使用光導(dǎo)產(chǎn)生3d效果的帶有剎車和定位功能的信號(hào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光信號(hào)模塊，尤其是機(jī)動(dòng)車輛上的發(fā)光信號(hào)模塊。更具體地說，本發(fā)明涉及車輛的“定位”(或泊車燈)型和/或剎車燈型的信號(hào)模塊。更具體地說，本發(fā)明甚至涉及能夠借助于特殊光學(xué)裝置產(chǎn)生三維深度效應(yīng)的信號(hào)裝置。本發(fā)明同樣涉及包括所述模塊的信號(hào)裝置。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)EP1916471A1描述了包括腔體的“泊車燈”型的尾燈，所述腔體由反射器和與反射器保持一距離設(shè)置的屏幕構(gòu)成。所述屏幕具有半透明的特征，即照射在其上的光線一部分被反射，另一部分被透射。所述腔體的特定特征是，界定腔體的反射器的表面和屏 幕的表面中的一個(gè)是穹狀彎曲的(domed)。一系列發(fā)光二極管型的光源被設(shè)置在反射器的周邊且被定向成能夠?qū)⒐獯篌w地朝向屏幕發(fā)送。假定屏幕的特性是半透明的，則一部分光線被直接地透射，而另一部分光線被反射向反射器。所述反射器則將這些光線以朝向反射器的中心有一偏置的方式向屏幕反射。由反射器反射的光線再次照射到屏幕上。以與由光源直接產(chǎn)生的光線相似的方式，一部分光線由屏幕透射，另一部光線朝向反射器反射，以此類推。這些多重部分透射和部分反射的結(jié)果是產(chǎn)生光學(xué)深度效應(yīng)。所發(fā)出的光線的光功率或照射功率隨著在腔體中的反射逐漸減少。所述光學(xué)效果是非常有意義的，因?yàn)檫@使“泊車燈”具有能夠引起其他車輛行駛者注意的個(gè)性特點(diǎn)。這同樣可以使“泊車燈”隱藏在車身元件中，例如車輛的擋泥板或保險(xiǎn)杠中。這也允許實(shí)現(xiàn)就相對(duì)于所產(chǎn)生的深度效應(yīng)來說厚度小和體積小的信號(hào)裝置。屏幕的半透明特性是通過應(yīng)用能夠帶來與車身元件相似的金屬化外觀的金屬涂層來實(shí)現(xiàn)的。而上述專利文獻(xiàn)所提出的裝置具有很大的缺點(diǎn)，即對(duì)用于使其具有半透明性的屏幕的處理。施加在屏幕上的金屬層結(jié)果將使來自光源的光線中多于4%的光反射到腔體中，而不足96%的光被透射(這未考慮屏幕材質(zhì)所導(dǎo)致的內(nèi)在的光損失)。反射率和透射率水平是可以變化的且直接取決于金屬層的應(yīng)用。從實(shí)現(xiàn)角度來看，很難確保反射率和透射率系數(shù)在很小的公差范圍內(nèi)。因此，缺乏對(duì)屏幕處理的低廉的方法，裝配有標(biāo)準(zhǔn)功率的光源的“泊車燈”存在不能滿足法律法規(guī)對(duì)信號(hào)功能所規(guī)定的光度條件的風(fēng)險(xiǎn)，還可能存在在車輛左泊車燈和右泊車燈之間產(chǎn)生外觀差異的風(fēng)險(xiǎn)。因此，上述構(gòu)造從光學(xué)角度來看甚至不太符合由明顯更大照明功率所需要的剎車燈型功能。另外，從所需要的光源數(shù)量的角度和燈的形狀的角度來看，上述構(gòu)造相對(duì)受限。上述構(gòu)造符合與細(xì)長形狀相反的緊湊的形狀，所述細(xì)長形狀需要有數(shù)量眾多的光源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提出克服至少上述一個(gè)缺陷的信號(hào)模塊。更具體地說，本發(fā)明的更特別的目標(biāo)是提出實(shí)現(xiàn)起來成本相對(duì)低的、對(duì)于“剎車”功能能夠保證足夠光能的和/或允許ー些自由的形狀(尤其是細(xì)長形狀)的信號(hào)模塊。本發(fā)明提供ー種發(fā)光信號(hào)模塊，尤其是應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)光信號(hào)模塊，其包括帶有反射表面的反射器；設(shè)置在反射器前面的、包括半反射區(qū)域的屏幕；能夠發(fā)送光線的輻照裝置，設(shè)置反射器、屏幕和輻照裝置以使由輻照裝置所發(fā)出的光線的第一部分照射到半反射區(qū)域，所述第一部分的光線中的一些光線被直接透射通過半反射區(qū)域，第一部分中的其他光線被半反射區(qū)域向反射器反射，所述反射器再將這些光線朝向半反射區(qū)域透射，從而產(chǎn)生深度效應(yīng)的多重視覺效果，所述模塊的特征在干，半反射區(qū)域相對(duì)于輻照裝置設(shè)置和構(gòu)造，從而使由輻照裝置發(fā)出的光線的第二部分不照射到半反射區(qū)域。半反射層使得，一方面，照射其上的一些光線承受至少一次連續(xù)反射，包括先由半反射區(qū)域進(jìn)行反射，然后由反射器進(jìn)行反射從而再次到達(dá)反射區(qū)域，另ー方面，照射在半反射層上的一些光線透射通過屏幕。一些光線可以承受多次的上述連續(xù)反射。在這種情況下，3D的效果得到加強(qiáng)。優(yōu)選地，光線的第二部分從半反射區(qū)域的旁邊通過。 輻照裝置適于發(fā)射光。優(yōu)選地，由輻照裝置發(fā)出的光線的第一部分和/或第二部分至少相當(dāng)于所述發(fā)出的光線的30%，甚至40%。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，屏幕與所述反射器形成光線傳播的空間，所述空間由屏幕的表面和反射器的反射表面所界定，上述表面中的至少ー個(gè)表面使得由半反射區(qū)域從該區(qū)域的第一部位反射的光線在經(jīng)過反射器反射后再次照射到半反射區(qū)域的區(qū)別于第一部位的第二部位處。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，屏幕與所述反射器形成光線傳播的空間，所述空間由屏幕的表面和反射器的反射表面所界定，上述表面中的至少ー個(gè)表面是穹狀彎曲的。這個(gè)實(shí)施方式易于制作且能夠加強(qiáng)3D效果。屏幕優(yōu)選地與反射器保持一距離設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，輻照裝置包括光源和用于偏轉(zhuǎn)由光源發(fā)出的光線的至少ー個(gè)元件。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，偏轉(zhuǎn)元件包括至少ー個(gè)光導(dǎo)，優(yōu)選地是縱向的光導(dǎo)。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，光導(dǎo)用于將穿過光線向?qū)аb置的光線大體橫向于其縱軸反射，從而形成由輻照裝置發(fā)出的光線。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，光導(dǎo)的截面總體上為圓形。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，光導(dǎo)布置成使得其縱軸總體上與屏幕和/或反射器平行。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，光導(dǎo)沿著反射器的邊緣布置。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，輻照裝置配置成只在光導(dǎo)的至少ー個(gè)端部處向光導(dǎo)供給光。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，光導(dǎo)在其外表面上，優(yōu)選地在與屏幕相對(duì)置的部分上，包括第一排反光小面，所述小面能夠沿著第一方向大體上橫向地進(jìn)行反射。所述第一方向例如是與光線行進(jìn)所經(jīng)過的光導(dǎo)的縱軸相垂直的方向。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，輻照裝置沿唯一一個(gè)主方向發(fā)出光線，屏幕的半反射區(qū)域布置成使得其邊緣之一是光線的第一部分和第二部分之間的邊界。
根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，光導(dǎo)在其外表面上包括能夠?qū)钠浯┻^的光線沿著相對(duì)于第一方向傾斜的第二方向進(jìn)行反射的第二排反光小面，從而將所發(fā)出的光線引向半反射區(qū)域。優(yōu)選地，反光小面布置成將在光導(dǎo)中行進(jìn)的光線大體橫向于光導(dǎo)的縱軸反射。根據(jù)有利的變體，所述發(fā)出的光線優(yōu)選地大部分被引導(dǎo)向半反射區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，第二排反光小面布置成大體與第一排反光小面平行。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，輻照裝置是包括兩個(gè)光導(dǎo)，例如縱向的光導(dǎo)，配置用來反射穿過其的光線從而沿著主照明方向形成平行的兩光束。在所述光導(dǎo)是縱向的情況下，它們可以將這些光線大體橫向于它們的縱軸透射。所述光導(dǎo)同樣也可以是平行的。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，兩個(gè)光束中的ー個(gè)光束大部分地照射到半透明區(qū)域，另ー個(gè)光束大部分地直接透射通過模塊而不照射到所述區(qū)域。 根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述模塊包括光導(dǎo)，所述光導(dǎo)設(shè)有大體平坦的橫截面、出射表面和反射表面，所述反射表面配置成向出射表面反射從光導(dǎo)的內(nèi)區(qū)域引入到光導(dǎo)中的光線。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，光導(dǎo)的反射表面是由與光導(dǎo)的縱軸垂直的直線段所產(chǎn)生的彎曲表面。根據(jù)本發(fā)明另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，光導(dǎo)包括多個(gè)縱向分布的內(nèi)區(qū)域，用于導(dǎo)入光線。本發(fā)明還提供用于機(jī)動(dòng)車輛的包括根據(jù)本發(fā)明的模塊，例如泊車燈、剎車燈或轉(zhuǎn)向指示器。本發(fā)明所提出的信號(hào)裝置從光學(xué)角度來看具有外形美觀、性能優(yōu)越的優(yōu)點(diǎn)。所述光學(xué)性能能夠使得低成本地實(shí)現(xiàn)“泊車”和“剎車”的功能，尤其是因?yàn)槭芟薜恼彰鞴β省Ａ硐Σ?，光?dǎo)的應(yīng)用賦予了很大的設(shè)計(jì)上的自由度、增強(qiáng)了照明的均勻性和提供了在相當(dāng)大程度上更具吸引力的外觀。


本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將借助于附圖和描述被更好地理解，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式所述的信號(hào)模塊的示圖；圖2是圖I中信號(hào)模塊的光導(dǎo)的水平縱向剖視圖；圖3是由圖I中信號(hào)模塊所產(chǎn)生的影像的示圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方式所述的信號(hào)模塊的示圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方式所述的信號(hào)模塊的示圖；和圖6是根據(jù)本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施方式所述的信號(hào)模塊的示圖。
具體實(shí)施例方式圖中示出的不同的實(shí)施方式有意地簡化且以清晰的示出本發(fā)明所公開的內(nèi)容為目的而示意性示出。實(shí)踐中，本發(fā)明的各種部件可以根據(jù)不同的尺寸限制而可能采用更復(fù)雜的形狀。在以下描述中，修飾ー些元件的位置的術(shù)語，例如“之上”、“之下”、“前面”、“后面”、“之前”、“之后”、“水平”、“垂直”、“上”、“下”等等將參考附圖的具體布置。然而，這些術(shù)語沒有嚴(yán)格的規(guī)定但必須是相關(guān)的。事實(shí)上，所述信號(hào)模塊在實(shí)踐中在不背離本發(fā)明范圍的前提下可以被不同地進(jìn)行定位。圖I示出了符合本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式的信號(hào)模塊。該模塊2主要包括橫向于發(fā)光或照明的總體方向的方式縱向延伸的光導(dǎo)4，所述光導(dǎo)4被從右向左水平地定向。該模塊還包括設(shè)置在光導(dǎo)4前面的帶有半透明表面16的屏幕12以及設(shè)置在光導(dǎo)4之下的、位于屏幕12前面的反射器10。光導(dǎo)的截面通常是圓形的且在其表面的后面部分上包括一系列小面8。所述小面8形成反光表面且被定向成能夠橫向反射沿著光導(dǎo)傳播的光線，因此光線從光導(dǎo)中輸出且沿著主照明方向傳播。所述小面8優(yōu)選地被反射涂層覆蓋。光導(dǎo)的光線由ー個(gè)或更多個(gè)光源6(例如發(fā)光二級(jí)管(LED))從所述光導(dǎo)的ー個(gè)端部供給。當(dāng)LED 6被點(diǎn)亮?xí)r，光線主要發(fā)射到半空間中，朝向光導(dǎo)的端部引導(dǎo)。為了示出了 光導(dǎo)和信號(hào)模塊的運(yùn)行原理，兩個(gè)光線被示出在圖I和圖2中。在大體水平平面中的第一光線18折射進(jìn)入到光導(dǎo)4中，以根據(jù)全反射原理被反射到在光導(dǎo)的外表面上的點(diǎn)A上。光導(dǎo)表面在給定的折射率(通常對(duì)于聚碳酸酯是I. 6左右)的光導(dǎo)材料和折射率不同(等于I)的周圍空氣之間形成屈光度。兩個(gè)相鄰介質(zhì)的折射率的差異導(dǎo)致存在有限制的入射角，超過所述入射角就不可能發(fā)生折射，而在入射角的范圍內(nèi)則發(fā)生全反射。在聚碳酸酯介質(zhì)被空氣包圍的情況下，所述有限制的入射角在38°左右(根據(jù)斯涅耳-笛卡爾定律(Snell-Descares law)可知)。所述光線18隨后將向反光小面8引導(dǎo)，從而被沿著橫向于光導(dǎo)的縱軸的方向反射以便以小于該有限制的入射角(如上所述)的小入射角照射在光導(dǎo)的表面上，并從光導(dǎo)中射出(可能具有輕微的折射)。所述光線位于大體水平的平面中且經(jīng)過屏幕12的上邊緣而被直接朝向待點(diǎn)亮或照明的空間傳播。同樣，由LED 6發(fā)出的光線20被定向成具有垂直分量的方向。所述光線20以輕微的折射進(jìn)入到光導(dǎo)中且被傳播到光導(dǎo)表面上的B點(diǎn)上。根據(jù)全反射原理，以與光線18相似的方式，光線20將被向小面8中的ー個(gè)小面反射。隨后，光線20被在所述小面處發(fā)射，然后被朝向光導(dǎo)的前表面引導(dǎo)。以與光線18相似的方式,光線20將以非常小的入射角被照射到光導(dǎo)的前表面上，并因此以輕微的折射從光導(dǎo)離開并被朝向屏幕12的半反射表面16傳播。如在作為沿著縱向水平面的剖視圖的圖2中所見，光線20與光線18相似地在水平面中行迸。如透視I中所見，從LED 6中發(fā)出的光線20，由于其相對(duì)于水平面的傾斜度，在傾斜的平面中行迸，從而隨后被反光小面8朝向光導(dǎo)的前表面的下部反射。需要注意的是，光線沿著光導(dǎo)傳播和通過反光小面(尤其是棱柱形的反光小面)被輸出本身是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的。兩個(gè)光線18和20是LED 6發(fā)出且由光導(dǎo)4傳輸?shù)墓饩€的兩個(gè)示例。由LED發(fā)出且由光導(dǎo)4傳輸?shù)墓饩€肯定包括由大量光線構(gòu)成的光束,所述大量光線經(jīng)過一系列的反射沿光導(dǎo)行進(jìn)從而以沿其長度是均勻的方式從光導(dǎo)中輸出。離開光導(dǎo)的ー些光線將沿著與主照明方向靠近的方向從光導(dǎo)中輸出，并因此從屏幕12的半反射表面16穿過。離開光導(dǎo)的另ー些光線將沿著相對(duì)于主照明方向向下傾斜的方向從光導(dǎo)中輸出并因此將照射在半反射表面16上。
照射到屏幕12的半反射表面16上的光線，例如光線20，將部分地被透射和部分地被反射。代表這些光線的光線20經(jīng)受半反射表面16的部分反射。光線20的反射的分借助反射器10向屏幕12返回，從而重新被部分地透射22和反射。該光線的反射部分22通過反射器10被向屏幕12回送，從而重新被部分地透射24，以此類推。因此，照射到半透明部分上的光線中的ー些，優(yōu)選的是照射到上述半透明部分上的光線的4%，由屏幕反射向反射器。所述反射部分隨后全部地或幾乎全部地被反射器10的反射表面14向屏幕12反射。以與上述光線相似的方式，所述光線隨后被半透明屏幕12部分地透射和再次朝向反射器10部分地反射。該反射和向腔中心的移動(dòng)通過反射器10的穹狀彎曲的性質(zhì)而得以保證。需要注意地是，可選地，反射器的表面可以是大體平面的，用于界定腔的屏幕的內(nèi)表面則是穹狀彎曲的。還可以同樣設(shè)想考慮在反射器和屏幕的水平位置上的穹狀彎曲的表面的組合。屏幕12可以使用經(jīng)常使用的透明材料來制作，例如某些塑料或玻璃。其中ー個(gè)表面，外表面或內(nèi)表面，通過施加通常部分反射的涂層而使之達(dá)到半透明。所述涂層通常是金屬涂層，例如通過真空氣相淀積技術(shù)施加的鋁或不銹鋼涂層。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的涂層 的不同的施加方式都可以被使用。涂層的反射率例如是在20%至60%的范圍中。直接地向被點(diǎn)亮或照明的空間傳播而不照射到半反射表面16上的光線將構(gòu)成可以符合“剎車”功能的第一照明光束26。照射到半反射表面16上的光線將在相繼的部分透射中遭受損耗并因此可以符合“泊車燈”型信號(hào)功能。從法規(guī)的角度上說，“泊車燈”功能所要求的照明功率小干“剎車”功能所要求的照明功率，其比例大于10。因此，上述模塊特別適合于所述應(yīng)用。圖3示出了由圖I中的模塊產(chǎn)生的圖像。光束的上部26對(duì)應(yīng)于直接被透射而不照射到半反射表面上的光線。所產(chǎn)生的圖像包括對(duì)應(yīng)于光導(dǎo)的帶30。光導(dǎo)的大量反射小面確保了所產(chǎn)生的圖像的一定水平的均勻性。尤其是作為這些小面的尺寸的函數(shù)，圖像可以具有更大的或更小的均勻性。下部28產(chǎn)生三維效果。所產(chǎn)生的圖像包括本質(zhì)上對(duì)應(yīng)于帶30的第一帶32，但所述第一帶32由于在透射通過半反射表面過程中產(chǎn)生的固有損耗因此其功率水平更低。下部28還包括對(duì)應(yīng)于初始帶32的一系列的帶34，所述帶34是重復(fù)的且越來越細(xì)，由此產(chǎn)生3D效果。照明功率水平由于在透射通過半反射表面的過程中產(chǎn)生的損耗而逐漸地下降。ー個(gè)或更多個(gè)LED 6優(yōu)選地是電流受控(PWD(脈寬調(diào)制))型的。發(fā)光半導(dǎo)體(LED)的電壓與供給電流之間的關(guān)系是非線性的。因此，施加在LED上的電壓的微弱的升高可能會(huì)引起電流的大幅度的增加，從而導(dǎo)致發(fā)出的光通量大幅度的增加。對(duì)LED的亮度的控制需要電流無論在輸入電壓如何都保持不變。事實(shí)上，當(dāng)一個(gè)或更多個(gè)電源有電流供給的時(shí)候，產(chǎn)生的照明光束的兩個(gè)部分26和28總是存在的。作為所供給的功率的函數(shù)，研究中的模塊可以提供“剎車”功能和“泊車燈”的功能。在低供給功率水平情況下，直接來自光導(dǎo)的光束的部分26，即沒有經(jīng)過部分反射的光束部分，將產(chǎn)生從法規(guī)和光度的角度足以滿足“泊車燈”的功能的第一照明水平。在高供給功率水平的情況下，直接來自光導(dǎo)的光束的部分26將產(chǎn)生從法規(guī)和光度的角度符合“剎車”功能要求的較高的照明水平。三維部分28則單單產(chǎn)生比滿足“泊車燈”功能所要求的照明水平更高的照明水平。所述單單產(chǎn)生的照明水平從法規(guī)角度上來說是足以滿足“泊車燈”功能的。于是，上述模塊能夠提供具有三維效果的“剎車”和“泊車燈”雙重功能，而在光源水平位置處不需要太高的照明功率。這在本質(zhì)上是由于從光導(dǎo)中輸出的光束部分直接地向照明空間傳播而不發(fā)生任何損耗。帶有光導(dǎo)的模塊的建造從設(shè)計(jì)的角度來講是非常自由的。所述模塊的建造也特別地簡單和相對(duì)便宜。在圖I的構(gòu)造中，屏幕12所處的位置使得其上邊緣大致地位于光導(dǎo)的中間位置上，因此從光導(dǎo)輸出的光束的上部直接地向被照明的空間傳播而不照射到屏幕12上。半反射表面16 —直延伸到上邊緣，因此在直接透射的光束和經(jīng)受部分反射的光束之間形成截止邊緣(cut-off edge)。需要注意的是，屏幕可以包括透明部分和半透明部分，所述透明部分能夠向光束的上部延伸，從而使所產(chǎn)生的光束的上部26的光線從其穿過。圖4至8描述了根據(jù)本發(fā)明所述的其他的實(shí)施方式。所述實(shí)施方式由圖I中所示的例子的變型所構(gòu)成。示出在圖4至8中的多個(gè)構(gòu)成模塊的元件與圖I中示出的元件對(duì)應(yīng)。對(duì)于這些不同元件使用一致的數(shù)字編號(hào)，即圖4中的附圖標(biāo)號(hào)與圖I中的附圖標(biāo)號(hào)是對(duì)應(yīng)的，差別在于圖4中的附圖標(biāo)號(hào)被加了 100。同樣，圖5中的附圖標(biāo)號(hào)被加了 1000,而圖6中的附圖標(biāo)號(hào)被加了 10000。對(duì)于圖I中沒有提到的元件在設(shè)計(jì)中則對(duì)于每個(gè)實(shí)施方 式使用特殊的數(shù)字。圖4示出了本發(fā)明的信號(hào)模塊的第二實(shí)施方式。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的區(qū)別主要在于，輻照裝置104包括兩個(gè)相互平行且上下設(shè)置的光導(dǎo)141和142。每個(gè)光導(dǎo)141和142在其一個(gè)端部上至少具體地包括其自己的、由ー個(gè)或更多個(gè)LED161和162構(gòu)成的光源。與圖I中的光導(dǎo)相似的是，每個(gè)光導(dǎo)141，142也包括一系列的反光小面181和182。這些反光小面布置成用于向被照明的空間反射沿著光導(dǎo)橫向地傳播的光線。由上光導(dǎo)141的LED161發(fā)出的光線沿著光導(dǎo)傳播且被沿著大體上與光導(dǎo)的縱軸垂直的方向均勻地反射。光線118被示出是為了示出反射原理。光導(dǎo)141和其反光小面181被構(gòu)造成使得大部分從光導(dǎo)輸出的光線被沿著主照明方向定向。這些光線，例如光線18，直接地向被照明的空間傳播而不照射到屏幕12的半反射表面116上。對(duì)于上光導(dǎo)141的所描述的現(xiàn)象同樣適用于下光導(dǎo)142。同樣，示出光線120也是為了闡述反射現(xiàn)象。從下光導(dǎo)142中輸出的光線大部分照射到半反射表面116上。這些光線被部分地透射且部分地被反射向反射器110。反射器110具有不平的表面，例如具有凹凸的表面。光線在半反射表面116處的反射-透射以及在反射器110處的純反射產(chǎn)生與本發(fā)明第一實(shí)施方式中所述模塊相似的3D效果。更具體地說，從光導(dǎo)中輸出的光線120部分地被屏幕112透射且部分地被反射向反射器110，以便隨后部分地被屏幕透射作為光線122且部分地被反射向反射器，以便隨后能夠部分地被透射作為光線124。于是，圖4中的模塊產(chǎn)生兩個(gè)獨(dú)立的光束，即第一光束126和第二光束128，從上光導(dǎo)141中輸出的第一光束126的所述光線直接向被照明的空間傳送而不照射到半反射表面上，所述第二光束128穿過半反射表面116。第一光束126因此可以符合“剎車”功能而第二光束128則符合“泊車燈”功能。在此情況下，光源161和162以獨(dú)立的方式被供給。第二光束的光源162的啟動(dòng)提供了具有3D效果的“泊車燈”功能，而第一光束的光源161的啟動(dòng)提供了“剎車”功能。于是，“剎車”功能可以沒有三維效果?？傊?，需要注意地是，可以提供聯(lián)合的啟動(dòng)從而使得兩個(gè)功能中都有三維效果。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)模塊的第三實(shí)施方式。第三實(shí)施方式與第一實(shí)施方式相似，但是光導(dǎo)的類型有很大不同。事實(shí)上，第一實(shí)施方式(圖I)中的光導(dǎo)具有大體圓形的截面且沿著其縱軸傳播光線。在圖5中的情況下，光導(dǎo)1004的不同之處在于，它接收的光線來自內(nèi)部區(qū)域而不是來自端部。更具體地說，光導(dǎo)1004包括在其長度上分布的一系列孔或井(well) 1041，1042。光源1061，1062被設(shè)置在每個(gè)孔1041，1042中或設(shè)置在所述每個(gè)孔1041,1042附近。由光源1061之一在相對(duì)于主照明方向的側(cè)面方向上和后方向上發(fā)出的光線由光導(dǎo)的反射表面1043沿著與主照明方向大體地對(duì)齊的方向被反射。所述表面通常由與光導(dǎo)的縱軸垂直的母線(generatrice)所控制。所述表面具有彎曲的輪廓從而能夠確保在大于180度的扇形區(qū)中傳播的光線的大部分能夠被反射,該扇形區(qū)基本上定向成向后的。這些光線被反射以便被基本垂直地照射到出射表面上。表面1043因而具有連續(xù)的彎曲輪廓，每個(gè)輪廓都圍繞著光源延伸。光導(dǎo)1004的橫截面大體是直的。光導(dǎo)1004的出射面也具有大體上直的橫截面。這樣的光導(dǎo)的工作原理和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)其本身已經(jīng)被本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉，尤其是根據(jù)在專利文獻(xiàn)EP1881263A1中的描述。 與圖I中所述的本發(fā)明第一實(shí)施方式相似的是，由光導(dǎo)基本沿著主照明方向發(fā)出的光線的一部分直接地向被照明的空間傳播而不照射到半反射表面1016上，而這些光線的另外一部分則照射到半反射表面1016上。為了能夠更清楚地表現(xiàn)光的傳播現(xiàn)象，圖中示出了四個(gè)光線。第一光線1181由光源1061沿模塊的側(cè)面且稍微指向上的方向發(fā)出。該光線在位于反射表面1043的上半部分中的給定的點(diǎn)處照射到反射表面1043。該光線以小的入射角向出射表面反射。光線從所述表面出射，不經(jīng)過折射或幾乎不經(jīng)過折射且在半反射表面1016的上邊緣上方經(jīng)過從而直接向被照明的空間傳播。對(duì)于由相同光源在總體上與第一光線1181的方向相反且也稍微指向上的方向發(fā)出的第二光線1182來說,情況相同。該光線被反射表面1043反射,從光導(dǎo)輸出且直接向被照明的空間傳播。第三光線1201在與第一光線的方向接近但稍微向下傾斜的方向上被發(fā)出。所述光線1201將被反射表面1043以類似于第一光線的方式沿著稍微向下傾斜的方向反射。在存在具有這種傾斜的光導(dǎo)的情況下，光線將照射到半反射表面1016上且以與圖I和4中的模塊相似的方式經(jīng)受部分透射和由反射器1010的部分反射的組合。由于反射表面1043是包裹的形狀且其輪廓是經(jīng)過選擇的，因此反射表面1043能夠通過反射將由光源發(fā)出的且在光導(dǎo)中在大體指向后的扇形區(qū)內(nèi)徑向傳播的光線的大部分進(jìn)行“回收”，所述扇形區(qū)大于180度，優(yōu)選地大于220度，甚至更優(yōu)選地是所述扇形區(qū)大于270度。從波導(dǎo)輸出的光線的一部分因而將直接向被照明的空間傳播而不照射到半反射表面上，而所述光線的另一部分則經(jīng)受部分透射和部分反射的組合，由此產(chǎn)生較小的光功率的三維圖像。如果給定圖5中的模塊和圖I中的模塊的相似性，則關(guān)于圖I中的有夫“剎車”和“泊車燈”功能以及光源啟動(dòng)的闡述同樣適用于圖5。圖6中不出了根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)模塊的第四實(shí)施方式。第四實(shí)施方式與圖I中描述的第一實(shí)施方式是相似的，區(qū)別在于，第四實(shí)施方式中的光導(dǎo)包括第二排反光小面從而能夠?qū)⒃诠鈱?dǎo)中傳播的一部分光線沿著向下傾斜的方向反射。圖6中的光導(dǎo)10004與圖I中的光導(dǎo)相似。其截面大體是圓的且包括可與圖I中一排反光小面8相比較的第一排反光小面10081。所述光導(dǎo)10004還包括相對(duì)于第一排反光小面在角度上錯(cuò)開的第二排反光小面10082。第一排反光小面將沿著光導(dǎo)傳播的一部分光線沿著大體橫向于(優(yōu)選是垂直于)光導(dǎo)的縱向軸線并與主照明方向大體對(duì)準(zhǔn)的方向進(jìn)行反射。第二排反光小面10082以角位置偏移與第一排反光小面平行地設(shè)置，從而能夠?qū)⒀刂鈱?dǎo)傳播的另一部分光線沿大體橫向于(優(yōu)選是垂直干)光導(dǎo)的縱向軸線并相對(duì)于主照明方向傾斜的方向進(jìn)行反射。由第二排反光小面10082反射的這些光線照射到屏幕10012的半反射表面10016上。這些光線經(jīng)受由屏幕10112進(jìn)行透射和部分反射與由反射器10010進(jìn)行的純反射的連續(xù)組合。為了闡述光傳播和反射的原理，示出了兩個(gè)光線10018和10020。第一光線10018與圖I中的光線18是可比的。所述光線10018由LED 10006在大體水平的平面中發(fā)出。光線10018照射到光導(dǎo)的表面且根據(jù)全反射原理被反射，隨后照射到反光小面10081上，沿著 大體與光導(dǎo)的縱軸垂直的方向被反射。第一光線10081大約保持在水平平面中，從光導(dǎo)中輸出，沿著主照明方向直接地向被照明的空間傳播而不照射到半透明表面上。由LED 10006發(fā)出的第二光線10020向上傾斜且根據(jù)全反射原理在波導(dǎo)的表面上被連續(xù)兩次反射。隨后，第二光線10020照射到第二排反光小面10082上。所述反光小面相對(duì)于第一排反光小面形成的角度具有將光線10020稍微地向下轉(zhuǎn)向從而使其向屏幕10012的半反射表面10016進(jìn)行傳送的效果。隨后相繼通過半反射表面10016進(jìn)行的部分反射/透射和通過反射器10010進(jìn)行的全反射。反射器10010相對(duì)于半反射表面傾斜，從而影響與所述表面的相互作用和產(chǎn)生三維效果。如同圖I和圖4中所示出的模塊一祥，反射器10010同樣可以是凹的或是凸的。與對(duì)圖I中的示例進(jìn)行的闡述相似，來源于第一排反光小面10081而不經(jīng)過部分透射的光束的上部10026能夠保證符合“剎車”功能所要求的光度的照明功率。來源于第ニ排反光小面10082的光束的下部10028產(chǎn)生具有照明功率較小的三維效果的圖像，尤其為“泊車燈”功能和“剎車”功能的結(jié)合而產(chǎn)生照明功率較小的三維效果的圖像。如果ー個(gè)或更多個(gè)光源以小功率進(jìn)行供給，則“泊車燈”功能可以通過兩個(gè)部分10026和10028而得以保證。
權(quán)利要求
1.ー種發(fā)光信號(hào)模塊，尤其是用于機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)光信號(hào)模塊，包括 帶有反射表面的反射器(10 ；110 ；1010 ；1110)； 設(shè)置在反射器前面的、包括半反射區(qū)域(16 ；116 ；1016 ；10016)的屏幕(12 ；112 ；1012 ；10012)；適于發(fā)出光線的輻照裝置(4 ；6 ；104 ；161 ；162 ；1004 ；1061 ；1062 ； 10004 ； 10006)， 所述反射器、屏幕和輻照裝置設(shè)置成使得由輻照裝置所發(fā)出的所述光線的第一部分照射到半反射區(qū)域，所述第一部分的光線中的一些光線直接透射通過半反射區(qū)域，所述第一部分的光線中的其他光線被半反射區(qū)域向反射器反射，所述反射器再將這些光線朝向半反射區(qū)域送回，從而產(chǎn)生多重的深度視覺效果； 所述發(fā)光信號(hào)模塊的特征在于，半反射區(qū)域(16 ；116 ；1016 ；10016)相對(duì)于輻照裝置(4 ；6 ；104 ;161，162 ;1004，1061，1062 ； 10004,10006)構(gòu)造和設(shè)置成使得由所述輻照裝置發(fā)出的光線的第二部分不照射到半透明區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光信號(hào)模塊，其中屏幕(12；112 ；1012 ；10012)與所述反射器(10 ；110 ；1010 ；1110)形成空間(5 ；105 ;1005)，被反射的光線在該空間中傳播，所述空間由屏幕的表面與所述反射器的反射表面所界定，這些表面中的至少ー個(gè)表面使得由半反射區(qū)域從半反射區(qū)域中的第一部位反射出的光線在經(jīng)過反射器反射后再次在與所述第一部位不同的第二部位照射到半反射區(qū)域上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光信號(hào)模塊，其中屏幕(12；112 ；1012 ; 10012)與所述反射器(10 ；110 ；1010 ；1110)形成空間(5 ；105 ;1005)，被反射的光線在該空間中傳播，所述空間由屏幕的表面和反射器的反射表面所界定，這些表面中的至少ー個(gè)表面是穹狀彎曲的。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任ー項(xiàng)所述的發(fā)光信號(hào)模塊，其特征在干，輻照裝置包括光源(6 ；161,162 ；1061,1062 ；10006)和至少ー個(gè)用于偏轉(zhuǎn)由所述光源發(fā)出的光線的元件(4;104 ；1004 ； 10004)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光信號(hào)模塊，其特征在于，偏轉(zhuǎn)元件包括至少ー個(gè)光導(dǎo)(4；104 ；1004 ;10006)，尤其是縱向光導(dǎo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光信號(hào)模塊，其中光導(dǎo)(4；104 ； 10004)配置成將行進(jìn)穿過光導(dǎo)的光線大體橫向于其縱軸反射，從而形成由輻照裝置發(fā)出的光線。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)光信號(hào)模塊,其特征在于,光導(dǎo)(4; 104 ; 1004 ; 10004)沿著反射器(10 ；110 ；1010 ；10010)的ー個(gè)邊緣設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任ー項(xiàng)所述的發(fā)光信號(hào)模塊，其特征在于，輻照裝置(4，6；104 ;161，162 ； 1004,10006)被配置成使得光導(dǎo)(4 ；104 ； 10004)只在至少其中一個(gè)端部被供給光。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任ー項(xiàng)所述的發(fā)光信號(hào)模塊,其特征在于，光導(dǎo)(4;104 ;10004)在其外表面上，優(yōu)選地在與屏幕相反的部分上，包括第一排反光小面(8 ;181 ；10081),所述反光小面適于沿著第一方向大體橫向地進(jìn)行反射。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9項(xiàng)中任ー項(xiàng)所述的發(fā)光信號(hào)模塊，其特征在于，輻照裝置(4，6；104 ;161，162 ;1004，1061，1062 ； 10004,10006)沿著僅ー個(gè)主方向發(fā)出光線，屏幕的半透明區(qū)域(16 ；116 ；1016 ；10016)布置成使得其一邊緣成為光線的第一部分和第二部分之間的分界線。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光信號(hào)模塊,其特征在于,光導(dǎo)(10004)在其外表面上包括第二排反光小面(10082)，所述反光小面能夠沿著相對(duì)于第一方向傾斜的第二方向反射經(jīng)過其的光線，從而使所發(fā)出的光線被引導(dǎo)向半透明區(qū)域(10016)。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中任ー項(xiàng)所述的發(fā)光信號(hào)模塊，其特征在于，輻照裝置(104；161，162)包括兩個(gè)光導(dǎo)，例如縱向的光導(dǎo)(141，142)，所述光導(dǎo)配置成反射經(jīng)過其的光線，從而沿著主照明方向形成兩個(gè)平行的光束。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光信號(hào)模塊,其特征在于,兩個(gè)光束中的ー個(gè)光束大部分照射在半透明區(qū)域(116)上,而兩個(gè)光束中的另外ー個(gè)光束大部分直接地被發(fā)光信號(hào)模塊所透射而不照射在所述區(qū)域上。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至13中任ー項(xiàng)所述的發(fā)光信號(hào)模塊，其特征在于，所述模塊包括光導(dǎo)(1004)，所述光導(dǎo)具有大體上平坦的橫截面、出射表面和反射表面(1043)，所述反射表面(1043)配置用于將從光導(dǎo)的內(nèi)部區(qū)域(1041,1042)引入到光導(dǎo)中的光線向出射表面進(jìn)行反射。
15.ー種包括根據(jù)權(quán)利要求I至14中任一項(xiàng)所述的模塊的用于機(jī)動(dòng)車輛的信號(hào)裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用光導(dǎo)產(chǎn)生3D效果的帶有剎車和定位功能的信號(hào)裝置，尤其涉及應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)光信號(hào)模塊，其包括反射器(10)；設(shè)置在反射器前面的具有半反射區(qū)域(16)的屏幕(12)；能夠發(fā)出光線的輻照裝置(4，6)。反射器、屏幕和輻照裝置布置成用于產(chǎn)生多重的深度視覺效果。半反射區(qū)域(16)相對(duì)于輻照裝置(4，6)設(shè)置和構(gòu)造，以使得由輻照裝置發(fā)出的光線的第二部分不照射到半透明區(qū)域。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK102777843SQ20121022855
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者亞歷山大·肖塔爾, 埃里克·穆瓦齊, 杰西·洛佩斯森特諾, 杰西·諾曼, 米格爾·安杰爾·希門尼斯維勒, 胡安·曼紐爾·馬丁內(nèi)斯 申請(qǐng)人:法雷奧照明公司