照明装置的制作方法

提出一种照明装置。该照明装置尤其可以是车辆构件，例如车辆车身部件或者车辆内饰部件。

背景技术：

从现有技术中已知由纤维复合材料制造车辆构件，该纤维复合材料例如可包括嵌入到塑料基质中的碳纤维。所述碳纤维作为构件的增强纤维起作用，并且可沿着力流线实现增强的设计。由碳纤维增强塑料组成的构件的特点在于质量小并且同时刚性大以及强度大。

除了这些特性外，由纤维复合材料制成的车辆构件通常不具有另外的功能。此外，所述嵌入在塑料基质中的碳纤维大多几乎是朝外不可见的，使得能够例如难以向客户介绍在研发与生产这种车辆构件背后的耗费。

技术实现要素：

至少一些实施方式的待解决的任务是，提出一种照明装置，该照明装置除了照明功能外也具有由纤维复合材料制成的构件的优点。一个另外的任务是，使客户能更好地感知纤维增强构件。

这些任务通过根据独立权利要求所述的主题解决。有利的实施方式和扩展方案进一步由从属权利要求、后面的说明书以及由附图中得出。

在这里描述的照明装置具有纤维复合材料构件、至少一个光源以及至少一个光导体。光源例如可构成为发光二极管。纤维复合材料构件包括塑料基质和嵌入在塑料基质中的多个增强纤维。这些增强纤维优选是所谓的连续纤维，这些连续纤维嵌入在塑料基质中。所述增强纤维可例如是碳纤维、玻璃纤维和/或聚酰胺纤维。塑料基质例如可具有热塑性塑料或者由热塑性塑料制成。此外，所述塑料基质例如可具有热固性塑料(例如树脂或合成树脂)或者由热固性塑料制成。

所述光导体具有用于耦入由光源辐射出的光的至少一个光导入面以及用于光耦出的至少一个光输出面。光导体嵌入在纤维复合材料构件的塑料基质中。光输出面例如可至少部分地被塑料基质的材料覆盖或者与塑料基质直接接触。此外，所述光输出面可完全被塑料基质的材料覆盖。优选所述光导体沿着横向方向完全被塑料基质包围。例如塑料基质可沿着光导体的主传播方向完全包围光导体。塑料基质的材料可以构成为高度透明的、透明的或者不透明的。光导体的光输出面优选主要沿着光导体的主延伸方向延伸。

优选所述纤维复合材料构件对于从光导体的光输出面耦出的光而言至少部分地是半透明的。换言之，围绕光导体的塑料基质对于从光导体中耦出的光至少部分地是透光的。照明装置例如可具有目视表面，该目视表面通过塑料基质构成并且从光导体的光输出面中耦出的光可穿过该目视表面输出，使得可从照明装置的外部感受到所述光。光输出面例如可沿着光导体的主延伸方向延伸。

根据一种另外的实施方式，耦入到光导体中的光的至少3％的放射能量从照明装置中排出。优选所述光在从光导体的光输出面输出后，在离开照明装置之前从塑料基质的材料中穿过。根据一种特别优选的实施方式，耦入到光导体中的光的至少5％的放射能量经由塑料基质从照明装置中排出，根据一种另外的优选的实施方式至少10％的放射能量经由塑料基质从照明装置中排出。

根据一种另外的实施方式，光导体具有用于有针对性地耦出光的耦出元件。这些耦出元件例如可构成为在光导体内部中的散射颗粒。作为附加或者作为替选，光导体可具有构成为表面结构部、粗糙区域、和/或构成为微棱镜的耦出元件。优选这些耦出元件这样构成，使得耦入到光导体中的光可沿着光导体的主延伸方向耦出。

根据一种另外的实施方式，光输出面与光导入面的比例至少为10。尤其优选光输出面与光导入面的比例至少为25。

根据一种另外的实施方式，光导体构成为导光的纤维。例如所述光导体可构成为玻璃纤维或者构成为光学的聚合物纤维或塑料纤维。优选耦入到导光的纤维中的光至少部分地径向于导光纤维的纵轴线从纤维中耦出。光导体也可包括多个导光的纤维或者由多个导光的纤维制成。进一步可能的是，光导体构成为导光的纤维束。该导光的纤维束在此可包括多个导光的纤维。优选这些导光的纤维构成为连续纤维。

根据一种另外的实施方式，光导体具有塑料或者由塑料制成。所述光导体例如可具有聚碳酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯或者由聚碳酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯制成。此外，光导体可具有玻璃或者由玻璃制成。但是原则上，光导体也可具有适合于光学应用的其它材料，尤其是透明材料。

根据一种另外的实施方式，所述光导体这样构成，使得耦入到光导体中的光至少部分地侧向地射出。例如光导体的至少一个光输出面垂直于光导体的光导入面。光导体例如可构成为所谓的侧面光纤维，例如构成为聚合物的侧面光纤维或者侧面光玻璃纤维。

根据一种另外的实施方式，所述光导体这样嵌入在纤维复合材料构件中，使得光导体的表面到照明装置的目视表面至少局部地具有最大0.5mm的间距，优选具有最大0.1mm的间距。在这样的布置的情况下，可使用低透明度的或不透明的材料作为塑料基质。进一步可能的是，光导体这样嵌入在纤维复合材料构件中，使得光导体的表面到目视表面连续地具有最大0.5mm的间距或最大0.1mm的间距。

根据一种另外的实施方式，所述光导体这样嵌入在纤维复合材料构件中，使得光导体的表面到照明装置的目视表面至少局部地具有至少0.1mm的间距，优选具有至少0.5mm的间距。在这样的布置的情况下，应当采用透明的、乃至非常透明的材料作为塑料基质。此外，所述光导体可这样嵌入在纤维复合材料构件中，使得光导体的表面到目视表面连续地具有至少0.1mm的间距或至少0.5mm的间距。

根据一种另外的实施方式，光源嵌入在纤维复合材料构件中。例如光源可这样嵌入在纤维复合材料构件中，使得光源完全被塑料基质的材料包围。优选所述光源设置在光导体的光导入面的附近，使得从光源辐射出的尽可能多的光可耦入到光导体中。例如所述光源可与光导体接触。

根据一种另外的实施方式，所述光源设置在纤维复合材料构件外部。例如光导入面可设置在纤维复合材料构件的表面上或者至少设置到纤维复合材料构件的表面上的表面附近，使得从设置在纤维复合材料构件的外部的光源中辐射出的光可耦入到光导体中。

根据一种另外的实施方式，所述光导体至少局部地与纤维复合材料构件的至少一个增强纤维接触。例如所述光导体可这样嵌入在纤维复合材料构件中，使得所述光导体与至少一个增强纤维在该增强纤维的至少一半长度上接触。进一步可能的是，增强纤维中的一个增强纤维这样嵌入到纤维复合材料构件中，使得光导体从照明装置的目视表面来看至少部分地被该增强纤维覆盖。例如从目视表面来看，光导体的至少一半可被该增强纤维覆盖。借助于所述的各布置可使得增强纤维令人印象特别深刻地朝外可见。

根据一种另外的实施方式，照明装置具有多个光导体，这些光导体嵌入在纤维复合材料构件的塑料基质中。这些不同的光导体例如可全部构成为光学纤维(例如构成为玻璃纤维或者聚合物纤维)，或者构成为纤维束。此外，这些光导体可全部作为构成为平整的、平面的和/或平板状的体实施，这些体例如由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成。此外也可能的是，这些光导体中的一些光导体作为光学纤维或纤维束存在，而一些光导体则作为构成为平面状的体存在。例如光导体中的每个光导体可配设有一个光源。作为替选也可能的是，从光源中辐射出的光耦入到多个光导体中。

根据一种另外的实施方式，纤维复合材料构件的增强纤维以一个纤维束或者多个纤维束的形式存在。此外，这些增强纤维可构成为纤维铺层、纤维织物、纤维网和/或纤维绣品。

根据一种另外的实施方式，照明装置具有用于切换光源和/或一个光导体或多个光导体的至少一个传感器元件。优选所述传感器元件嵌入在纤维复合材料构件中。例如传感器元件可与照明装置的所述一个光源或多个光源连接和或与一个光导体或述多个光导体连接。借助于传感器元件的切换例如可电容式地或者热学地实现。由此可能的是，或者借助于接触照明装置，或者作为替选无接触地切换光源或者光导体。通过切换一个光源或多个光源，可接通或断开光的辐射和/或改变所述一个光源或多个光源的光功率。通过切换所述一个光导体或多个光导体，可改变所述一个光导体或多个光导体的透明度，使得可改变从照明装置中输出的光量。传感器元件例如可借助于所述增强纤维的一个或者多个增强纤维或者借助于一个或者多个另外的导电的纤维与所述一个光源或多个光源或者所述一个光导体或多个光导体连接。

根据一种另外的实施方式，光导体使多个增强纤维成束。例如各增强纤维可由光导体引导或者定向。光导体例如可缠绕多个增强纤维，优选借助于多个绕组。由光导体捆扎的或缠绕的增强纤维例如能够以纤维束的形式存在。

根据一种另外的实施方式，光导体构成为纺织线。该纺织线例如可固定和/或缠绕多束增强纤维。此外，该纺织线可将分别可具有多束增强纤维的多个铺层相连接，例如通过缝合或者簇絨。

根据一种另外的实施方式，所述增强纤维构成为预浸渍的纤维，即这些增强纤维是经过预浸渍的纤维，尤其是用塑料基质预浸渍的纤维。

根据一种另外的实施方式，照明装置具有多个光导体，其中，这些光导体在纤维复合材料构件内部中的分布取决于增强纤维的抵抗力(verteidigung)。优选在具有许多增强纤维的区域中设有比在具有少量增强纤维的区域中更多的光导体。例如可为每个增强纤维设有一个光导体。在此，相应的光导体在它们长度方面可与各增强纤维的长度相匹配。

根据一种另外的实施方式，所述这些增强纤维的和/或所述一个或多个光导体中的至少一些增强纤维和/或光导体通过其布置构成特定的样式、标志(例如商标)、图形、徽章、一个或者多个字母或一个或者多个数字或者一个或者多个字体。

结合所述一个光导体描述的特征可同样适用于可设置在照明装置中的多个光导体。此外，照明装置可具有多个光源，这些光源可具有结合所描述的光源所述的特征。

附图说明

在这里描述的照明装置的另外的优点以及有利的实施方式从下面结合附图1a至图5所描述的实施方式中得出。附图如下：

图1a示出根据第一实施例的照明装置的示意图；

图1b以另外的视图示出图1a中的照明装置的光导体的示意图；

图2至图4a示出根据另外的实施例的、在这里描述的各照明装置的示意图；

图4b以另外的视图示出图4a中的照明装置的示意图；和

图5示出根据一个另外的实施例的、具有使多个增强纤维成束的光导体的照明装置的示意图。

具体实施方式

在各实施例以及各附图中，相同的或者起相同作用的组成部分分别用相同的附图标记标识。所示出的元件及它们相互间的尺寸比例原则上不可视为是比例正确的。而是各个元件可为了更好的可展示性和/或为了更好的可理解性而在尺寸方面夸张地加厚或加大地示出。

在图1a至图5中示出各照明装置的不同的实施例。为了更好的理解，在各附图中分别用空间轴线x、y、z画出坐标系。

图1示出根据第一实施例的照明装置1的示意图。该照明装置1具有纤维复合材料构件2、光源(未示出)以及光导体3。该纤维复合材料构件2包括塑料基质21和多个增强纤维22，其中仅示例性地画出一个增强纤维22。这些增强纤维22完全嵌入在塑料基质21中，即塑料基质21完全包围各增强纤维22。在示出的实施例中，各增强纤维构成为碳纤维。作为替选，这些增强纤维例如也可构成为聚酰胺纤维或者玻璃纤维。所述塑料基质21在示出的实施例中是热塑性塑料。作为替选，所述塑料基质21例如也可以由热固性塑料制成。

光导体3具有至少一个光导入面，从光源辐射出的光可借助该光导入面耦入到光导体中。此外，光导体3具有光输出面，借助该光输出面可再次将所述耦入到光导体中的光耦出。光导体3嵌入在纤维复合材料构件2的塑料基质21中。优选所述塑料基质21至少沿着横向方向完全包围光导体3。在示出的实施例中，光导体3作为玻璃纤维、尤其是作为侧面光纤维构成。作为替选，光导体3例如也可构成为玻璃纤维束。此外，光导体3可具有一个或者多个聚合物纤维或者例如由塑料制成、例如由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成。此外可能的是，照明装置1具有嵌入在纤维复合材料构件2的塑料基质21中的多个光导体3。该纤维复合材料构件2对于从光导体3的光输出面中耦出的光而言至少部分是透光的。在示出的实施例中，从光导体3中输出的光32径向于光导体3的纵轴线耦出。

在图1b中以一个另外的示意图示出图1a中的光导体3，其中示出x-z平面。从光源(未示出)辐射出的并且耦入到光导体3中的光31沿着光导体3(例如沿着光导体3的主延伸方向)耦出。换言之，光输出面在轴向方向上沿着光导体3的主延伸方向延伸。光导体3例如可具有用于沿着所述主延伸方向将光耦出的器件。这些用于光耦出的器件例如可构成为限定的表面结构部、例如粗糙的区域或者微棱镜，或者构成为嵌入到光导体3中的散射颗粒。所述耦出的光在图1b中用附图标记32标识。纤维复合材料构件2对于耦出的光32而言至少部分是半透明的。

图2示出根据一个另外的实施例的照明装置1。纤维复合材料构件2、塑料基质21、增强纤维22以及光导体3例如可如结合图1a和图1b描述的那样构成。不同于在图1a和图1b中示出的实施例，光导体3至少局部地与增强纤维22中的至少一个增强纤维接触。由此可有利地实现，可使与光导体3接触的增强纤维22特别明显地朝外可见。此外，光导体3可与一个另外的增强纤维或者与多个另外的增强纤维22至少局部地接触。此外，照明装置1可具有另外的光导体3，这些光导体与一个或者多个增强纤维22接触。

在图3中示出根据一个另外的实施例的照明装置1，其中，应通过图3说明，光导体3可在纤维复合材料构件表面附近设置在纤维复合材料构件2中，或者作为替选可在离纤维复合材料构件2的表面较远处嵌入在纤维复合材料构件2中。此外，光导体3可仅区域地在纤维复合材料构件表面附近设置在纤维复合材料构件2中。也可能的是，在纤维复合材料构件2中的表面附近设置有一个或者多个光导体3，并且同时，在纤维复合材料构件2中在离纤维复合材料构件2的表面较远处间隔开地嵌入有一个或者多个光导体。但是在所述一个光导体3或多个光导体3在纤维复合材料构件2中的布局方面重要的是，纤维复合材料构件2对于从所述一个光导体或多个光导体3的一个或多个光输出面中耦出的光而言至少部分是半透明的。因此，在使用透明的塑料基质21的情况下，光导体3可比在使用较低透明度的或不透明的塑料基质21的情况下与纤维复合材料构件2的表面间隔得更远。例如在使用透明的塑料基质21的情况下，所述光导体3中的没有一个光导体到纤维复合材料构件2的表面具有大于0.5mm的间距。则在应用不透明的塑料基质21的情况下，光导体3到纤维复合材料构件2的表面优选具有小于0.5mm的间距。优选光导体3这样嵌入在塑料基质21中，使得耦入到光导体3中的光31的至少5％的放射能量穿过塑料基质21从纤维复合材料构件2中排出。

图4a和图4b示出根据一个另外的实施例的照明装置1。在此，光导体3这样嵌入在纤维复合材料构件2中，使得从照明装置1的目视表面4来看，光导体至少局部地被增强纤维22覆盖。优选所述光导体3在其整体长度上沿着增强纤维22延伸并且从目视表面4来看，在此大部分被增强纤维22覆盖。由此可如在示出x-y平面的俯视图并且因此示出目视表面4的俯视图的图4b中可见的那样有利地实现，可使遮盖光导体3的增强纤维22令人印象深刻地朝外可见，这是因为由光导体3耦出的光32特别良好地显示增强纤维22的外轮廓。

在图5中示出照明装置1的一个另外的实施例，在该实施例中，构成为导光的纤维的光导体3将以纤维束的形式存在的多个增强纤维22成束。由此可使各增强纤维22通过光导体3引导或定向。光导体3在此这样设置在纤维复合材料构件2中，使得所述光导体多重缠绕增强纤维22。在本实施例中也可使嵌入在纤维复合材料构件2中的并且被光导体3缠绕的增强纤维22令人印象特别深刻地朝外可见。

在示出的各实施例中描述的特征也可根据另外的实施例相互结合。作为替选或者作为附加，在附图中示出的各实施例可具有根据一般说明的实施方式的另外的特征。

附图标记列表

1照明装置

2纤维复合材料构件

21塑料基质

22增强纤维

3光导体

31光束

32耦出的光

4目视表面