指示灯的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种警示灯，包括：光源；刚性的光引导件，其形成柱状物，该光引导件包括：入口光学表面，界定光学引导件的下表面，且来自光源的光经由该入射光学表面进入光学引导件；出口光学表面，界定光引导件的上表面，且来自光源的光经由该出口光学表面被发射；至少在其大部分长度上的矩形横截面部，其特征在于，对于至少一个居中在优选出口方向上的孔径张角（α），光源被设置在入口光学表面的侧上、在光学引导件的纵向轴线（A）与反向虚拟光线的路径之间的相交处，所述反向虚拟光线对应于通过光源发射的光线沿相反方向传播的路径，通过沿优选方向入射，反向虚拟光线穿过出口光学表面进入光学引导件，被出口光学表面折射、且被光学引导件的侧壁反射至少一次，且特征在于，光学引导件的入口光学表面（9）包括平面表面部分，其设置在所述虚拟光线的路径上，并在入口光学表面处垂直于所述光线。
【专利说明】指示灯
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种警示或指使灯，特别地用于车辆仪表盘，其借助发光信号警告使用者。
【背景技术】
[0002]已知生产借助光引导件的警示灯，所述光引导件引导由光源(通常地，发光二极管(LED))朝向待照明表面发射光。
[0003]光引导件通常采用细长透明塑料部件的形式，其通常为平行六面体或管状。它具有输入表面或朝向光源指向的屈光部(diopter)，和输出表面或对应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图的标志或标记，所述象形图将在光照下清晰明显，其目的在于指示与指示灯相关的功能或警报。
[0004]光引导件具有平坦的输入屈光部，该输入屈光部在引导件轴线周围产生明亮的照明，但是位于警示灯一侧的观察者仅接收小部分的发射光度。为了满足制造商的要求，包括这种光引导件的警示灯要求大功率的光源。然而，大功率的光源更昂贵，要求更多的功率并产生更多的热量，其必须被疏散。
[0005]已知生产半球状的或至少呈凹圆状的输入屈光部，以便在所有可能的观察角度上均等地分散通过警示灯辐射的功率。
[0006]发光度继而更好地被分配到侧部，但是沿观察者的特定方向传递的功率对于给定的照明功率更低。
[0007]特别地，在车辆仪表板的情况中，观察者、驾驶员和乘客的位置是已知并相对于该警示灯固定。由此，大部分辐射功率被浪费，因为警示灯也沿不必要的方向发射，特别是朝向车辆的地面和顶棚，在这里不存在使用者。为了提高警示灯的外观，因此还必要的是使用相对高功率的发光二极管。
[0008]另外，因为二极管的形状，当直接观察时，装配有这种光引导件(具有输入屈光部，该输入屈光部具有平坦的或呈圆形的表面)的指示灯在被照明表面的中心内具有更少照明的暗区，这降低警示灯的外观。
[0009]车辆仪表板通常包括多个这种警示灯，一般为大约十个。高功率二极管的使用因此带来不可忽视的附加成本。另外，它们的高功耗是电源供应上的负担，且必须提供用于耗散产生的热量的装置。
【发明内容】
[0010]为了至少部分地克服前述缺陷，本发明的一个主题是一种警示灯，其包括:
[0011]光源；和
[0012]刚性的光引导件，其形成柱状物，包括:
[0013]输入屈光部，界定光引导件的下表面，且来自源的光经由该输入屈光部进入光引导件，[0014]输出屈光部，界定光引导件的上表面，且来自源的光经由该输出屈光部被发射，和
[0015]至少在其整个长度上的矩形横截面部，
[0016]其特征在于，对于至少一个居中在优先输出方向上的孔径张角，源被设置在输入屈光部旁边，在光引导件的纵向轴线与反向虚拟光线的路径之间的相交处，所述反向虚拟光线对应于通过光源发射的反向传播的光线的路径，反向虚拟光线沿优先方向入射在光引导件上并经由输出屈光部进入其中、被输出屈光部折射和被光引导件的侧壁反射至少一次，且在于，光引导件的输入屈光部包括平坦表面部分，其设置在所述虚拟光线的路径上，并在输入屈光部处垂直于后者。
[0017]由此获得的警示灯将辐射功率聚集在其将被使用者看到的方向上，然而不对应于使用者的预期位置的角度将不被那么好地照明，甚至完全不被照明。
[0018]对于从使用者的观察点观察的给定外观，其将由此可以使用较小功率的发光二极管，并因此使用更便宜、耗费更少功率并产生更少的待耗散热量的二极管。另外，观察到的被照明表面的中心的暗区消失。
[0019]该警示灯可另外具有一个或多个以下特征，所述特征单独或组合应用。
[0020]所述光源是发光二极管。
[0021 ] 所述光引导件由硬塑料制成。
[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]所述侧壁和所述输入屈光 部被抛光，具有小于0.05微米的表面粗糙度。
[0025]所述光引导件在输出屈光部旁边具有圆形横截面部的端部部分，圆形横截面部的端部部分经由横截面形状的渐变过度部被连接到矩形横截面的部分。
[0026]光引导件的输入屈光部包括多个平坦表面部分，其每一个垂直于反向虚拟光线设置，所述反向虚拟光线沿优先于多个优先方向的方向入射。
[0027]光引导件的输入屈光部包括多个平坦表面部分，其彼此平行布置，并平行于在输入屈光部处垂直于反向虚拟光线取向的平坦表面部分，所述多个表面部分包括在预设的厚度中，且通过垂直于输出屈光部的表面分开。
[0028]光引导件的输入屈光部包括多个平坦表面部分，其彼此平行布置，并平行于在输入屈光部处垂直于反向虚拟光线取向的平坦表面部分，所述多个表面部分通过平行于输出屈光部的表面分开。
[0029]光引导件在输出屈光部与输入屈光部之间的长度使得，反向虚拟光线仅被侧壁反
射一次。
[0030]本发明的另一主题是用于机动车辆的仪表板，其特征在于，其包括至少一个如上所述的警示灯，且在于，优先方向对应于车辆使用者的预期位置。
[0031]特别地，该仪表板可包括至少一个警示灯，对于该警示灯，所述优先方向总共为两个，并对应于乘客车厢中的车辆的驾驶员和乘客的预期位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]当阅读以下附图的描述时，其他优势和特征将变得明显，附图中:
[0033]图1是根据本发明的警示灯光引导件的示意性剖视图；[0034]图2是从包括根据本发明的警示灯的车辆的乘客车厢内部上方观察的示意图；
[0035]图3a是根据本发明的警示灯的变体的示意性正视图；
[0036]图3b是图3a中的变体的示意性侧视图；
[0037]图4是另一变体光引导件的透视图；
[0038]图5是根据本发明的警示灯光引导件的一替换实施例的示意性剖视图；和
[0039]图6是根据本发明的警示灯光引导件的第二替换实施例的示意性剖视图。
【具体实施方式】
[0040]在所有附图中，相同的参考标记涉及相同的元件。
[0041]本发明涉及一种警示灯，其特别用于车辆仪表板。该警示灯I包括源3和光引导件5。
[0042]在图1中，可看出，光引导件5具有大致细长的形状，其形成具有纵向轴线A的柱状物。其上表面(定位在使用者侧)例如是平坦的，并形成输出屈光部7，来自源3的光经由所述输出屈光部7被发射。替代地，输出屈光部可以是弯曲的，尤其是略呈圆形的表面。光引导件5的下表面(与光源3定位在同一侧上)形成输入屈光部9,来自源3的光经由该输入屈光部9进入光引导件5。光引导件5在其大部分长度上(甚至如在本情形中，在其整个长度上)具有矩形和(可选地)方形的横截面。矩形横截面部的长度部分具有作为其中心轴线的纵向轴线A。
[0043]光源3例如是发光二极管(LED)。光引导件优选地由硬塑料制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA或Plexiglass?),甚至由聚碳酸酯制成。
[0044]对于居中在优先输出方向Ila上的孔径张角α，反向虚拟光线13可被定义为与由源3发射的光线的沿反方向传播的路径相一致。
[0045]反向虚拟光线13沿优先方向Ila入射在光引导件5上，并经由输入屈光部7进入其中。其通过输入屈光部7被折射，并被光引导件5的侧壁15反射至少一次。
[0046]输入屈光部9的表面的一个半表面17a (其设置在所述虚拟光线13的路径上)布置为是平坦的，且在输入屈光部9处垂直于所述光线。
[0047]光源3被设置在输入屈光部9旁边，在光引导件的纵向轴线A与反向虚拟光线13的路径之间的交叉处。
[0048]由此，通过源3发射的光沿平坦表面部分17a的方向重蹈(retrace)虚拟光线13的路径，并作为具有居中在优先方向Ila上的孔径张角α的光束在输出屈光部7处被发射。
[0049]该光束对应于平坦表面部分17a的图像沿虚拟光线13的路径的投影，孔径张角α作为平坦表面部分17a的尺寸以及平坦表面部分17a与光源3之间距离的函数而变化。将所述平坦表面17a设置的更靠近光源3增大孔径α。相反，增大平坦表面17a与源3之间的距离降低孔径α。
[0050]为了最小化由于从壁15反射而造成的功率损失，光引导件5的长度(从输入屈光部7至输出屈光部9)可以被选择为使得，虚拟光线13在其路径上仅被反射一次。
[0051]为了优化反射和折射，光引导件3的侧壁15和输入屈光部9必须被抛光，并具有大约0.05微米(小于所使用的波长的数量级)的表面粗糙度。输出屈光部7被粗糙化，以便获得大的颗粒度，由此促进光的散射和提高警示灯的外观。
[0052]在本情况中，输入屈光部9的另一半形成第二平坦表面17b，所述第二平坦表面通过第一平面17a绕轴线A的轴对称旋转而获得。根据完全类似的原理，该第二平坦平面17使得能够实现沿第二方向Ilb的发射，所述第二方向Ilb与第一方向Ila对称。大部分来自光源3的辐射继而被均匀地分配在这两个优先方向IlaUlb之间。
[0053]警示灯I还可以具有多于两个的平面部分17a、17b，每一个垂直于反向虚拟光线13设置，所述反向虚拟光线13沿引导到至少一个使用者期待位置的多个方向中的方向I la、I Ib入射。还可以降低至少一个表面17a、17b所占据的输入屈光部9的相关部分，以便降低沿相应方向Ila或Ilb的照明亮度。
[0054]图2示意性地示出了从上方观察的车辆乘客车厢的内部。车辆的使用者19、21坐在他们的座位23上并面对仪表板25。仪表板25包括多个警示灯I。
[0055]警示灯I的光引导件5 (其仅输出屈光部7可见)包括两个平坦表面部分17，其取向为以便优先方向IlaUlb引导至驾驶员19和乘客21的面前。
[0056]也可以设想仅优先方向Ila或Ilb中的一个，以便警示灯I对车辆的使用者19或21中的仅一个特别可见。
[0057]图3a和3b示出了光引导件5的特定实施例，所述光引导件5能够被并入到如上所述的仪表板25。
[0058]在图3a中，光引导件5的输入屈光部9具有V形形状，其沿光源3的方向开口，包括两个半表面17a、17b。在附图的平面中，所述半表面与纵向轴线A形成55°的角度。光引导件5的长度使得，通过源发射的、垂直于半表面17a、17b中的一个的光线从光引导件5的侧壁15反射3次，并在输出屈光部7的中心离开该输出屈光部。
[0059]所述光线13的输出方向Ila或Ilb通过半表面17a或17b与轴线A之间的角度设定，且在本情况中，与由聚碳酸酯制成的光引导件5成约60°的角度。该角度允许优先方向Ila或Ilb取向在水平平面中。
[0060]图3b显示了半表面17a和17b，在附图的平面中，其与纵向轴线A的垂线成15°的角度。该角度允许优先方向Ila或Ilb取向在垂直平面中。特别地，用于该角度的值的范围允许光束从通常的仪表板25的高度被提高到面部高度。
[0061]图4显示了光引导件5的变形形式，其包括输出屈光部7旁边的圆形横截面部的端部部分27。圆形横截面部的端部部分27经由横截面形状的渐变过渡部被连接到矩形横截面的部分29。
[0062]由此，使用者见到被照亮的圆形表面。类似地，可以获得其他几何形状。
[0063]图5显示了包括受到菲涅耳透镜启发的光引导件的警示灯I的替换实施例。
[0064]针对优先方向IlaUlb的每一个，光引导件5的输入屈光部9包括多个平坦表面部分17a、17b，其平行于彼此设置，且平行于垂直于反向虚拟光线13取向的平坦表面部分，所述反向虚拟光线对应于讨论中的方向Ila或lib。每多个表面部分17a、17b全部包括在预设的厚度e中，且通过表面部分31分开，所述表面部分31平行于来自源的、在这里入射到该屈光部上的光线。
[0065]这种光引导件5允许沿纵向轴线A增大警示灯I的紧凑度。
[0066]图6显示了警示灯I的光引导件5的第二实施例。[0067]在该实施例中，针对优先方向IlaUlb的每一个，光引导件5的输入屈光部9包括多个平坦表面部分17a、17b，其彼此平行，并平行于垂直于反向虚拟光线13取向的平坦表面部分，所述反向虚拟光线13对应于所讨论的方向Ila或lib。每多个表面部分17a、17b通过表面部分33成对地分开，所述表面部分33垂直于纵向轴线A设置。
[0068]所述表面部分33 (垂直于纵向轴线A设置)捕获以居中在纵向轴线A上的孔径张角传播的光，以便提高用于面对所述灯的观察者的警示灯I的发光度，并使得当观察者略微改变他们的观察角度时警示灯I的外观更一致。
[0069]以上描述的警示灯I允许特定优先方向IlaUlb被照明，而损害其他方向的照明，因此，警示灯仅从车辆乘客车厢中的特定位置(驾驶员19或乘客21)特别可见，且可以进行照明功率的一定节省。更低功率的二极管，并由此更低成本的二极管，可由此被用作光源3。所述二极管还产生更少的热量，且在该热量的疏散方面，用于将警示灯I安装在仪表板25上的方式要求更少的优化。
【权利要求】
1.一种警示灯(I)，包括: 光源(3);和 刚性的光引导件(5)，其形成柱状物，包括: 输入屈光部(9)，界定光引导件(5)的下表面，且来自源(3)的光经由该输入屈光部(9)进入光引导件(5)， 输出屈光部(7)，界定光引导件(5)的上表面，且来自源(3)的光经由该输出屈光部(7)被发射，和 至少在其大部分长度上的矩形横截面部(29)， 其特征在于，对于至少一个居中在优先输出方向(IlaUlb)上的孔径张角(α )，源(3)被设置在输入屈光部(9)旁边、在光引导件(5)的纵向轴线(A)与反向虚拟光线(13)的路径之间的相交处，所述反向虚拟光线(13)对应于通过光源(3)发射的光线的沿相反方向传播的路径，反向虚拟光线(13)沿优先方向(IlaUlb)入射在光引导件(5)上并经由输出屈光部(7)进入其中、被输出屈光部(7)折射和被光引导件(5)的侧壁(15)反射至少一次，且在于，光引导件(5)的输入屈光部(9)包括平坦表面部分(17a、17b)，其设置在所述虚拟光线(13 )的路径上，并在输入屈光部(9 )处垂直于所述虚拟光线。
2.如权利要求1所述的警示灯，其特征在于，所述光源(3)是发光二极管。
3.如权利要求1和2中任一项所述的警示灯，其特征在于，所述光引导件(5)由硬塑料制成。
4.如权利要求3所述的 警示灯，其特征在于，所述硬塑料为聚甲基丙烯酸甲酯。
5.如权利要求3所述的警示灯，其特征在于，所述硬塑料为聚碳酸酯。
6.如权利要求1至5中至少一项所述的警示灯，其特征在于，所述侧壁(15)和所述输入屈光部(9)被抛光，具有小于0.05微米的表面粗糙度。
7.如前述权利要求中至少一项所述的警示灯，其特征在于，光引导件(5)在输出屈光部(9)旁边具有圆形横截面的端部部分(27)，圆形横截面的端部部分(27)经由横截面形状的渐变过度部被连接到矩形横截面的部分(29)。
8.如前述权利要求中至少一项所述的警示灯，其特征在于，光引导件(5)的输入屈光部(9)包括多个平坦表面部分(17a、17b)，其每个垂直于各自的反向虚拟光线(13)设置，所述反向虚拟光线沿优先于多个其他方向的方向(I la、I Ib )入射。
9.如前述权利要求中至少一项所述的警示灯，其特征在于，光引导件(5)的输入屈光部(9)包括多个平坦表面部分(17a、17b)，其彼此平行布置，该平坦表面部分(17a、17b)中的一个取向为在输入屈光部(9)处垂直于反向虚拟光线(13)，包括在预设厚度(e)内并通过表面部分(31)分开，所述表面部分(31)平行于从所述源在这里入射到该屈光部上的光线。
10.如权利要求1至8中至少一项所述的警示灯，其特征在于，光引导件(5)的输入屈光部(9)包括彼此平行设置的多个平坦表面部分(17a、17b)，所述平坦表面部分(17a、17b)中的一个被取向为在输入屈光部(9)处垂直于反向虚拟光线(13)，所述平坦表面部分通过垂直于光轴线A设置的表面部分(33)分开。
11.如前述权利要求中至少一项所述的警示灯，其特征在于，光引导件在输出屈光部(7)与输入屈光部(9)之间的长度使得，反向虚拟光线(13)在其路径上仅被侧壁(15)反射一次。
12.一种用于机动车辆的仪表板(25)，其特征在于，其包括至少一个如前述权利要求中至少一项所述的警示灯(I)，且在于，所述优先方向(11a，Ilb)对应于车辆的使用者(19，21)的预期位置。
13.如权利要求12所述的仪表板，其特征在于，其包括至少一个根据至少权利要求8所述的警示灯(1)，且在于，优先方向(11a，Ilb)总共为两个，并对应于乘客车厢中的车辆的驾驶员(19)和乘客(21)的预 期位置。
【文档编号】F21S8/00GK103517829SQ201180067531
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2011年12月14日 优先权日:2010年12月14日
【发明者】M.索雷勒 申请人:法雷奥热系统公司