专利名称：用于机动车灯的光导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权要求I前序部分所述的、用于机动车灯的一体化的光导体装置。
背景技术：
近年来随着越来越挑剔的款式，将发光二极管(LED)作为光源引入机动车照明装置中，这给照明装置的研发提高了很高的要求。在机动车照明装置中，通常分为前照灯和信号灯。机动车的前照灯产生光分布，它如此强烈地照亮周围环境，使得驾驶员可安全地在里面确定方向。信号灯产生信号光分布，它们应让其它交通参与者知道该机动车的存在和/或行为。日间行车灯-信号灯是信号灯的实施例，但它不应是穷尽列举。正是在机动车灯的范围内经常需要均质照亮的光带，作为日间行车灯、闪光灯或轮廓标志灯的显示状态。这些要求虽然可通过具有后置散光玻璃的准直光学元件良好地满足，但该显现图像在未照射状态下通常还不达标:借助这种光学元件还很难满足取决于闪耀的、深度起效的显现图像的要求。此外，借助大量呈阶梯状设置的光源和准直光学元件来照亮通常呈三维拱起的散光玻璃，是很烦琐和昂贵的。
因此，为了实现均匀的显现图像并在造型上实现尽可能大的自由度，因此选择了光导体作为光学元件。但要克服光导体的低光学效率。典型的光导体效率只是约15%。在此，由光源发出的光束的份额的效率指，它实际上对期望的光分布的贡献。其结果是，为了借助光导体来实现闪光灯或日间行车灯功能，必须应用与其它只用于主要光功能(即用于近光灯或远光灯))相似强度的光源。从而存在着结构空间需求、热量发散和成本方面的缺点。效率低的主要原因在于常用的光导体装置的结构相当光滑，其中通常相当小的光出射面却碰上输出的光束的非常大的张角。因此在实践中不可能的是，将输出的光线的更大份额转到狭窄限制的目标区域中，但这对于实现通常的照明功能来说是必要的。此外，通过传输在大量退耦棱镜上损失了许多光线，并且该较长的光导体长度会导致明显的吸收损失和颜色偏移。这些光导体通常相当纤细，因此从棱镜中退耦的光束通常不能再明显地聚焦。相反，光导体的纵向伸展虽然大，但边界面作为光出射面和作为传输面的双重使用不能实现聚焦的几何形状。具有上述类型的光导体装置的机动车灯从DE10231326A1已知。该已知的光导体装置具有弧矢面和多个并排设置的导光指状件，其中每个导光指状件都具有用来耦合光线的第一端部和第二端部，该第二端部通到用于多个导光指状件的公共光导体容积中。每个导光指状件都具有两个彼此相对而置的边界面，其中在每个边界面中都具有至少一个直线，该直线将导光指状件的两个端部连接起来，并且它的延长线与一直线的延长线具有交点，后面提到的直线将导光指状件的另一边界面的两个端部连接起来。弧矢面在此是指一个平面，导光指状件并排安放在此平面中。导光指状件的形状在DE10231326A1中描述成郁金香状。准确地看，该处介绍的导光指状件分别具有两对彼此相对而置的边界面。第一对在该处称为表面的边界面呈弧形或呈抛物线形地在第一端部和第二端部之间延伸。第二对的边界面是平坦的表面，它按DE10231326A1要么平行地延伸，要么在光线的传播方向上呈V形地相互延伸开来，或呈箭头状的想向布置。在此，已知的机动车灯的导光指状件这样设置，使得相邻的导光指状件的弧形或抛物线形的外罩是面彼此相对而置。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有光导体装置的机动车灯，该光导体装置在很大程度上提供了与常规光导体相同的构造方面的自由度，但与常规光导体相比具有明显更高的效率。按本发明的光导体装置应该还可在照明密度方面实现均匀的显现图像，这与按现技术的常规光导体相比也属于优点。此外，该光导体还应具有尽可能小的壁厚，以便能成本划算地由无机玻璃或有机玻璃(即玻璃般透明的塑料)制成。此目的借助权利要求1的特征得以实现。按本发明的光导体装置与已知的光导体装置的不同之处在于，第一导光指状件和与之直接相邻的第二导光指状件在光导体装置中这样定向地设置，即第一导光指状件的边界面设置得面向第二导光指状件的边界面，其中对第一导光指状件的边界面适用的是，它与第一导光指状件的另一边界面相对而置并且至少一个直线位于它里面，该直线将导光指状件的两个端部连接起来，并且它们的延长线与直线的延长线具有交点，后面提到的直线将第一导光指状件的另一边界面的两个端部连接起来；并且其中对第二导光指状件的边界面适用的是，它与第二导光指状件的另一边界面相对而置并且在它里面具有至少一根直线，该直线将第二导光指状件的两个端部连接起来，并且它的延长线与直线的延长线具有交点，后面提到的直线将第二导光指状件的另一边界面的两个端部连接起来 ，其中导光指状件的上述直线在弧矢面中延伸，其中与导光指状件的第二端部相比，这些直线的交点更靠近第一端部。结果，该导光指状件在与弧矢面等距的弧矢截面中具有梯形形状，这两个直线在此梯形形状中彼此呈V形延伸。该V形在下述方向中张开，即在此方向中该共同的光导体容积连接到该V形上。由于该特征组合，它们尤其起用于光源的镜面的作用，得到了期望的效果，即远处的观察者不仅能看到实际存在的、将光束输入光导体装置中的光源，而且还可额外地看到真实光源的虚像，因此光导体装置的光出射面好像被比实际上存在的光源数量更多的光源照亮，并因此能在整体上实现比现有技术更均匀的照亮。建议的光导体适用于所有类型的、具有LED-光源的日间行车灯、闪光灯和轮廓标志灯，如同它们如今在此期间按标准在许多机动车制造商中所应用的一样。尤其有利的是，通过耦合不同颜色的LED (白和黄)，作为组合的日间行车灯和闪光灯来用。优选的构造方案的特征在于，这些边界面是平坦的表面。还优选的是，该集中器设计得用来把从第二端部中输出的光线集中在子午面中，该子午面与弧矢面垂直，该弧矢面通过并排设置的平面来定义。在构造方案中，这些导光指状件在其光输入面和其光出射面之间具有拱曲，因此该弧矢面在此构造方案中称为弧矢表面更好。还优选的是，按上述权利要求之任一项所述光导体装置，在子午面中起作用的集中器是通过光折射来聚集光线的光学元件。还优选的是，在子午面中起作用的集中器是通过全内反射来聚集光线的光学元件。还优选的是，在子午面中起作用的集中器是反射器，它的反射面限定了以空气充满的反射腔。另一优选的构造方案的特征在于，在子午面中起作用的集中器是与光导体装置分开的部件。还优选的是，在子午面中起作用的集中器是一体化的光导体装置的材料结合的组成部分。此外还优选的是，在子午面中起作用的集中器是光滑的、不会由边棱中断的光出射面。还优选的是，在子午面中起作用的集中器包含带阶梯的光出射面。此外还优选的是，子午面中的导光指状件的侧壁之间的角度在任何时候都小于弧矢面中的导光指状件的侧壁之间的角度，其中子午面相对弧矢面是垂直的，并且子午面通过并排设置的表面来确定。另一优选的构造方案的特征在于，弧矢面中的导光指状件的宽度从第一端部朝第二端部持续地扩展至至少两倍宽，其中弧矢面或弧矢表面通过并排设置的表面来确定(如同已提到的一样)。光导体在子午面中可弯曲。还优选的是，导光指状件的展开线在其第一端部和其第二端部之间的长度L是第一端部的宽度的5倍至 10倍。另一优选的构造方案的特征在于，子午面中的光导体装置设计成常规的光导体，因此光线在该处在两个基本上等距的壁板之间通过全内反射进行传输，其中子午面相对弧矢面是垂直的，并且弧矢面通过并排设置的平面来确定。此外还优选的是，所有光源定位在公共的平坦的电路板上。由从属权利要求、说明书和附图得出了其它优点。应理解，以上提到的以及下面还将阐述的特征不仅能以各自说明的组合来应用，还能以其它组合或单独地应用，而不会离开本发明的框架。
在附图中描述了本发明的实施例，并在以下描述中进行详细阐述。在此分别以示意形式:图1在透视图中示出了按本发明的光导体装置连同其直接所属的技术领域；图2示出了图1的对象的窄侧；图3在旋转90°的位置中示出了图2的对象；图4示出了图3的扩大截面；图5示出了接在光导体装置后面的集中器；图6在透视图中示出了折弯的光导体装置；图7示出了具有后置的集中器的阶梯状的光出射面的构造；图8示出了具有光导体装置的阶梯状的光出射面的构造；
图9示出了具有多个不同颜色的光源的构造；图10示出了导光指状件在直接照亮它的直射光上的光学效果；图11示出了导光指状件及其光源的虚像的设计图；图12示出了直射光以及反射到导光指状件的镜面的光线的光程；图13不出了反射和输入的光束与光源的配属关系；图14示出了站在观察者的角度可见光源图像的光导体装置的构造；图15示出了站在观察者的角度可见光源图像的光导体装置的备选构造。
具体实施例方式在此，相同的附图标记在不同的附图中分别表示相同或至少在其功能上相同的元件。图1在透视图中详细地示出了按本发明的光导体装置10，其具有起光学集中器作用的光学元件12、冷却体14以及安装在冷却体上的光源16。这些光源优选是半导体光源，尤其是LED-芯片(LED=发光二极管)或激光二极管。这些光源安装在公共的电路板上，该电路板自身固定在冷却体上。通过该电路板，来供应电能并且进行操控。这些光源可单个地和/或成组地单独进行操控，因此可单独地控制从每个光源中输出的并且耦合到光导体装置10的各自所属的导光指状件18中的光束。所述控制性在此优选不仅包括常开和常闭之间的转换，而且还包括亮度的控制，这例如通过具有一信号频率的占空比的操控来实现，该信号频率如此之高，使得人的视觉能感觉到平均亮度。在优选的构造方案中，各光源的单个光源的每个单个的光出射面都是四边形的，优选是正方形的。边长优选在0.3和2_之间。还优选的是，该光出射面是平整的。在光出射面是圆形的情况下，直径优选大致相当于提到的边长。具有这些特征并且发出白色、红色或黄色光线的LED在机动车照明装置中批量使用，或至少作为专用配置使用，因此是可使用的。光导体装置10设计成透明的固体(玻璃体)。该透明固体优选由有机玻璃构成，即由塑料构成。这也适用于光学元件12，但它不必由与光导体装置相同的材料构成。有机玻璃例如指聚碳酸酯(PC)、亚克力(PMMA)、环烯烃聚合物(C0P)、环烯烃聚合物(C0C)、聚均苯四甲酰亚胺(PMMI)、聚砜(PSU)。图1所示的构造方案的导光指状件18分别具有梯形板的造型，其板厚为d并且具有长方形横截面，它从第一端20开始朝导光指状件的第二端22在相当于光线的主传播方面的空间方向中持续地延伸。在所示的构造方案中，该光导体装置10相对于冷却体这样设置，即至少一个半导体光源分别紧密地位于光导体装置的导光指状件的第一端部20前，因此从半导体光源中输出的光束在很大程度上完全(也就是说，超过90%)耦合到各自的导光指状件中。为此，光源的大多平整的光出射面和第一端部之间的间距应尽可能小，尤其不大于十分之几毫米。耦合到导光指状件中的光线在该处从第一端部通过第二端部并通过用于多个导光指状件的共同光导体容积24朝光导体 装置的光出射面传播，光线最终通过该光出射面退耦。该共同的光导体容积是光导体装置的局部容积，它与导光指状件是一体化的，并且该导光指状件在光路中位于第二端部的后面，即先前分开的导光指状件在该处结合起来。从光源中发出的光束的张角比下述角度大得多，即指从按规定应用的机动车灯中发出的符合法规的信号光分布的角度。LED以达+/-90°的角宽发出光线，而信号光分布的宽度在竖直方向上可能只有+/_10°，在水平方面上只有+/-20°。光导体装置的任务在于，将从光源中发出的光束有效地集中在符合法规的信号光分布的角度范围内。在按本发明的光导体装置中，在两个彼此垂直的平面内以不同的方式实现所述集中，其中一个平面内的集中与另一平面内的集中是没有关系的。图2示出了图1的对象的窄侧。通过起集中作用的光学元件12，该张角在相当于图2的图面的平面中缩小。该平面在下面也称为子午面，因为它包含光导体装置的不同光学轴线，它在此指光线进入光导体装置中时(=光耦合)的主传播方向，并指光退耦合的方向。图3在围绕着导光指状件中的主传播方向旋转90°的位置中示出了图2的对象。图3的图面在下面也称为弧矢面，因为它与子午面垂直。在构造方案中，该光导体装置围绕着与子午面垂直的轴线弯曲，因此好像它是弯曲的。那么，该弧矢面是作为弯曲的弧矢面示出。对于这种情况，图3相当于弯曲的弧矢面在平面中展开线。该光导体装置在两个彼此垂直的子午面和弧矢面中具有不同的特性:在子午面(即在图2的图面)中，光导体装置10的功能相当于常规的光导体的功能:光线在基本上等距离的侧面之间通过多次全反射传输。因为光导体装置在此子午面中的宽度在第一端部20和第二端部22之间保持恒定或至少在很大程度上保持恒定，所以在此无光线集中地进行光线传输，即光束没有收窄。在很大程度上恒定在此指，在子午面中导光指状件的侧壁之间的角度在任何情况下都小于在弧矢面中导光指状件的侧壁之间的角度。在弧矢面(即例如在图3的图面)中导光指状件构成为梯形的集中器。图4示出了图3的扩大截面。在弧矢面中导光指状件18的宽度BI从第一端部20朝第二端部20持续地扩展至大致双倍的宽度B2=2*B1。因此，图3尤其示出了导光指状件的弧矢剖面或这种弧矢剖面的展开线。弧矢剖面的展开线因此在很大程度上构成具有以下比例的等边梯形:导光指状件18的第二端部22几乎至少是第一端部20的两倍宽。导光指状件的展开线的长度L大概是第一端部的宽度BI的5倍至10倍，因此在梯形边之间在理想状态下产生约10°至约20°的角度。图4示出了耦合到导光指状件中的边部光线26。导光指状件的第一端部的宽度BI大于光源的相应尺寸，它是指光源16的光出射面的边长或直径。在该大小比例中，第一端部20的外部角落28位于耦合的光束的阴影中，并因此不能用于光线传导，因此，图4作为图3的截面尤其示出了用于机动车的一体化的光导体装置10，该光导体装置具有多个并排设置的导光指状件18，其中每个导光指状件都具有用来耦合光线的第一端部20和第二端部22，该第二端部一直通到用于多个导光指状件的共同的光导体容积24中，其中每个导 光指状件18都具有两个彼此相对而置的边界面18.1,18.2，其中在每个边界面中都具有至少一个直线，该直线将导光指状件的两个端部连接起来，并且它的延长线18.4与直线的延长线18.5具有交点18.3，后面提到的直线将导光指状件的另一边界面的两个端部连接起来。在此，直接相邻的导光指状件这样定向地设置在光导体装置中，第一导光指状件的边界面(它满足在此段中提到的条件)设置得面向第二导光指状件的边界面，它同样满足这些条件。在优选的构造方案中，导光指状件18在这些外部角落中具有固定元件或定心元件。这种元件例如模制而成，并作为销钉、凸出部、钩子、洞口等来实现。因此，光束在子午面中通过设置在光导体后面的集中镜头束集起来，而设计成圆锥的光导体自身在弧矢面中发挥集中器的作用。以这种方式可使光导体装置的壁厚(也就是说图1中的板厚)保持较小，这一方面确保了简单且成本低廉的制造，因为可使用有机玻璃，并且因为可在子午面中折弯该光导体，以便能尽量与退耦面的位置无关地选择光源的位置。子午面中的折弯在此相当于弧矢面的已提到的盘绕。在如图1至4所示的构造方案中，在子午面中起作用的集中器是与光导体装置不同的元件，它在光路中设置在原来的光导体装置的光出射面的后面。在一种构造方案中，这个接在后面的集中器通过柱面透镜来实现，如同在图5a中所示的一样。该柱面透镜是通过光折射来聚集光线的光学元件的实施例，作为在子午面中起作用的集中器。在子午面中起作用的集中器优选这样构成，即它使光束的扩散适应于符合法规的光分布的要求，而在此不会形成成像的投射透镜。在本发明中不会进行成像。对于只折射光线的透镜来说备选的是如图5b所示的玻璃体，它为了减少输出光线的张角，还在其侧壁上利用了全内反射，来代替或补充在其光出射面上的光折射。该玻璃体是通过全内反射来聚集光线的光学元件的实施例，作为在子午面中起作用的集中器。该聚集效果可通过聚集并折射光线的 光出射面来增强。另一备选方案是在图5c中示出的反射器，它利用在边界上的反射朝光学方面更紧密的介质(正是反射器的表面)束集。反射器(它的反射面限定了以空气充满的反射腔)是光学元件的实施例，作为在子午面中起作用的集中器，该光学元件通过在边界面上的反射将光线聚集至光学方面更紧密的介质。在用来代替后置集中器的构造方案中，该集中器是光导体装置的材料结合的组成部分。因此，图5d示出了集成在光导体装置的玻璃体中的柱面透镜的子午面，并且图5e在截面中示出了对光线进行内反射并在其光出射面上还可能进行折射的TIR-镜头(TIR=total internal ref lection),它集成在光导体装置的玻璃体中。该具有集成的集中器的构造方案的优点是，不会出现菲涅尔-损失，通常它在光线耦合到集中器中时是不可避免的。此外，光导体和集中器自动整齐地相互定位。本发明主要规定了一种光导体装置，它在子午面中设计成常规的光导体，因此光线在该处在两个基本上等距离的壁板之间通过全内反射进行传输。在此，还没有达到值得一提的光束集中，因为光导体的宽度在光导体-输入面和光导体-输出面之间几乎没有不同。由于张角较大，从光导体中输出的光束随后通过集中器在子午面中收窄。使用凸出的透镜面和/或起聚集效果的反射面，作为集中器。在与子午面垂直的弧矢面中，光导体构成为集成器，其具有笔直延伸或平坦(即在两个空间方向上笔直延伸)的侧面。在优选的构造方案中，光导体从光输入至光输出扩展了至少约两倍。通过光导体的梯形横截面，光束的扩散在此截面中缩小。因此与束集的边界面相比，可达到更均匀的显现图像。理想的是，各个导光指状件的光出射面和光输入面的宽度在弧矢面中彼此呈整数比比例。集中器(它在子午面中将光束集中起来)在弧矢面中是无效的。在此有利地使用柱面透镜或反射/透镜面，它们在很大程度上垂直于子午面进行延伸。理想地，多个导光指状件现在并排设置，以便获得显现图像，如同从常规的光导体中已知的那样。与常规的光导体相比，每个单个的导光指状件具有至少一个从属于该元件的光源，并因此只把光导体装置的小部分照得通亮。通过将许多导光指状件相互排成一列，产生了均匀照亮的光带的印象，如同从按现有技术的光导体中已知的一样。因为在本发明中光线既可在子午面(即穿过柱面透镜)，也可在弧矢面(即穿过导光指状件的梯形形状)中集中，所以几乎所有由光源发出的发线都聚集在期望的光分布的目标区域中。因此，可达到非常好的光学效果。在此，一方面通过单个光导体的增大的横截面，另一方面通过光出射面上的形成光线的光学元件，产生了用于信号功能的光分布。因为单个导光指状件相对较短，所以与常规的光导体相比，吸收损失也非常小。按本发明的光导体装置不需要常见的小转向棱镜，在常规的光导体中许多光线在该转向棱镜上通过散射和透射损失。因此明显提高了光学效果。光导体装置以及集中器分开地设置在子午面中，其优点是，一方面实现了较大的光出射面,而不会在此不可靠地增大光学构件的横截面。对于在制造时遵守的冷却时间来说，这是很重要的。在分开设置时，可提高制造过程的循环周期。通过弯曲/折弯单个导光指状件，可在光源定位时产生额外的自由度。因此例如还可能的是，所有的光源都定位在平面中，即例如定位在共同的平整的电路板上，而光出射面例如呈箭头形朝向机动车照明装置的透明防尘盖，或者可折弯或弯曲成其它样子，以便满足造型方面的要求。图6a示出了在子午面中的折弯的光导体装置，图6b示出了折弯的光导体装置的透视图。因此，尽管光导体装置的光出射面呈箭头形且倾斜，但光源可例如设置在共同的、平整的电路板上。将光源设置在平整的僵硬的电路板上，从成本角度看是非常有利的。本发明尤其实现了光导体装置，它的表面是光滑且明净的，它的光出射面被均匀地照亮。如果应实现箭头形非常明显的照明，优选的构造方案规定，以下表面中的一个这样成阶梯状，即光导体装置或集中器的光出射面在弧矢面中大致与行驶方向X垂直。图7示出了具有光学元件12的阶梯状的光出射面29的构造方案。图8示出了具有光导体装置的阶梯状的光出射面30的构造方案。即使光出射面呈明显的箭头形，这些阶梯也能实现光退耦。其它的构造方案规定，集中器(即光学兀件12)的光出射面31具有棱镜或微小棱镜。这适用于所有构造方案，而不是只适用于图7和8的对象。图9示出了一个实施方案，其中各自的导光指状件18通过多个不同颜色的、可分开操控的光源32 (例如黄色)和34 (例如白色)来供应。因此，可节省成本地借助光导体装置来实现不同的信号功能，如 日光行车灯、闪光灯和具有局部不同光色的轮廓标志灯。
因为常见光导体的损失来源在这种构造中几乎不起作用，所以借助这种类型的光导体可达到非常好的超过50%的效率。图10描述了导光指状件18对直射光的光学效果，该直射光在此指，光线直接从第一端部20朝第二端部22传播，其间没有进行反射。图10详细地示出了梯形的导光指状件18，其具有长度L、在第一端部20上的耦合宽度B1、在第二端部22上的退耦宽度B2。该直射光束在第二端部22上以张角α发射出来，该张角在很大程度上由长度L和第二端部上的宽度Β2决定。确切地说，更依赖于光学行程长度L_，对此适用的是:L_=L X η玻璃+SX η空气。在此，L是几何长度，η玻璃是导光指状件材料的折射率，η空气是周围空气的折射率，s是导光指状件的第一端部和光源的光出射面之间的气隙宽度。图11描述了导光指状件和所属光源的虚拟镜象的几何构造。通过在侧面边界面(其起第一镜面36的作用)上映射真实的导光指状件18，产生了导光指状件18和光源16的第一镜象38。该第一镜象38在侧面边界面(其起第二镜面40的作用)上重新反射，从而产生了导光指状件18和光源16的第一镜象42。它现在又可在第一镜面上反射等等。图12描述了直射光和光线的光程，该光线在导光指状件18的镜面上反射。图12a示出了图10的直射光-光程，其张角是αο。图12b示出了反射光线的光程，其张角是α 和α2。反射的光程看起来好像来自各自反射的光源的虚像。具有张角α I的光程看起来好像来自光源16的虚像，该图像已通过按图11的第一反射产生。具有张角α 2的光程看起来好像来自光源16的虚像，该图像已通过按图11的第二反射产生。反射光程的张角α 1、α 2通过导光指状件18的第二端部22的宽度Β2来决定，并通过第二端部18和光源16的镜象之间的光学路程来确定。图13示出了反射和输入的光束朝光源的配备关系。图13a示出了反射光程的总光程以及输入到导光指状件18中的光程。总张角^_总从单个光束的叠加中得出。Rl表示真实的导光指状件18及其光源16的第一镜象，它已通过在其左边界面上的映射产生，因此该第一镜象Rl位于右侧上。R2表示第一镜象Rl的镜象，即两次映射的结果。R3相应地表示三次映射的结果，R4表示四次映射的结果。真实的导光指状件18及其光源16的第一镜象，它已通过在其左边界面上的映射产生，因此该第一镜象Rl位于右侧上。类似地，通过i次映射产生i=l的镜象Li，其中在导光指状件18的右边界面进行第一映射，因此镜象LI位于右侧上。在光输出时考虑折射的情况下，作为从外部虚拟光源图像中产生的光程的边部光线,产生了总张角α _总的边部光线。根据真实光源16的放射特性，朝两侧还可看到一个至两个光源图像。在这种情况下，总会增大。图13b示出了，光束如何从属于光源。在此，光束宽度朝外减小。图14示出了观察者在光导体装置的构造方案中看到的光源图像的数量。在此构造方案中，导光指状件18的第二端部的宽度是导光指状件的第一端部的宽度的两倍大:B2/B1=2。位于更远处的观察者看到，几乎平行的光从导光指状件18的第二端部22中输出来。它相应地可看 到第二端部22的宽度的范围。如果第一端部20和第二端部22的宽度BI和B2的比例是整数倍，则观察者在不同的观察角度下看到大致同样多的光源:这些信号灯在不同的角度下呈现出相同的亮度。即，观察者在不同的观察角度下感受到相同的照明密度。在此实施例中，B2/B1=2。因此，观察者总是看到两个光源。在图14a中，他看到两个半个和一个整个光源(1+0.5+0.5=2)，在图14b中看到两个完整的光源。该相互关系只是大致地适用，因为在观察者距离较小时边部光线不再是平行的，而是在观察者的方向上明显聚焦。此外，光源图像的间距只是大致等距。实际上，投射间距随着每次反射按余弦定理减小，而光学路径随每次反射一直扩大至退耦面。还参见图12:光束宽度朝外减小。即，从外看到更多的光源。照明密度在中间当然还保持恒定。因为光线强度在光源(其作为LED是朗博辐射器)中同样随余弦降低。图15示出了观察者在光导体装置的另一构造方案中看到的光源图像的数量。在此构造方案中，导光指状件18的第二端部的宽度是导光指状件的第一端部的宽度的三倍大:B2/B1=3。那么，在不同的观察角度下看到三个光源。如果B2/B1不是整数，则在不同的观察角度下看到许多不同的光源:照明密度则按观察角度而波动。结果得出了以下结论:总张角α_总的角宽和光学行程长度L_=L X η玻璃+S Xη空气以及可见光源的数量决定了光分布的宽度，即从哪些角度中还可看到信号灯。光输出的宽度Β2关于光输入的宽度BI确定,观察者可同时看到多少个光源。如果Β2/Β1是小的，则可看到相对少的光源。如果Β2/Β1是整数，则从视线角度总是可看到同样多的光源。因为所有可见光源的数量都与单个光源的张角α有关，较大的比例Β2/Β1意味着狭窄的、明显聚焦的光分布。那么可看到许多光源，但只是从前面可看到。相反，Β2/Β1的更小值会引起较宽的光分布。那么只可同时看到少数几个光源，但可从多个方向上看到。因为光输出的宽度Β2在光输入的宽度BI方面的结论由于余弦-依赖性只适用于第一反射，但在Β2/Β1的 比例较大时可从不同的观察角度估算到更大的不均匀性。同时可见光源的数量以及照明密度会根据观察角度而变化。在观察角度较大时，该显现图像是不均匀的。因此，梯形导光指状件的光分布的宽度与单个光束的张角有关，并与它们是如何重叠有关。单个光束的张角决定了，总体上(从所有方向)可看到多少个光源图像。根据Β2/BI的比例，要么以较小的观察角度(狭窄的光分布)从这些图像可看到非常多的图像，要么以较大的观察角度(宽广的光分布)看到非常少的图像。
权利要求
1.一种用于机动车灯的一体化光导体装置(10)，该光导体装置具有弧矢面以及多个并排设置的导光指状件(18)，其中，每个导光指状件都具有用来耦合光线的第一端部(20)和第二端部(22)，该第二端部通到用于多个导光指状件的、公共的光导体容积(24)中，其中，每个导光指状件具有两个彼此相对而置的边界面(18. 1、18.2)，并且其中，在每个边界面中都具有至少一条直线，该直线将导光指状件的两个端部连接起来，并且其延长线(18. 4)与一直线的延长线(18. 5)具有交点(18. 3)，后面提到的直线将导光指状件的另一边界面(18. 2、18. I)的两个端部连接起来，其特征在于，所述第一导光指状件和与之直接相邻的第二导光指状件在光导体装置中这样定向地设置，使得所述第一导光指状件的、满足在前序部分中提到的条件的边界面设置成面对第二导光指状件的、同样满足在前序部分中提到的条件的边界面，使得导光指状件的所述直线在弧矢面中延伸，并且与导光指状件的第二端部(22)相比，这些直线的交点更靠近第一端部(20)。
2.根据权利要求I所述的光导体装置(10)，其特征在于，所述边界面(18.1、18.2)是平坦的表面。
3.根据上述权利要求之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，该集中器设计成用来把从第二端部中输出的光线集中在子午面中，该子午面与弧矢面垂直，该弧矢面通过并排设置的平面来确定。
4.根据上述权利要求之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，在子午面中起作用的集中器是通过光折射来聚集光线的光学元件(12)。
5.根据上述权利要求之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，在子午面中起作用的集中器是通过全内反射来聚集光线的光学元件。
6.根据权利要求I至3之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，在子午面中起作用的集中器是反射器，该反射器的反射面限定了充满空气的反射腔。
7.根据权利要求3至6之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，在子午面中起作用的集中器是与光导体装置分开的部件。
8.根据权利要求3至6之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，在子午面中起作用的集中器是一体化的光导体装置的材料结合的组成部分。
9.根据上述权利要求之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，在子午面中起作用的集中器具有平滑的、没有被边棱中断的光出射面。
10.根据权利要求I至8之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，在子午面中起作用的集中器包含带阶梯的光出射面。
11.根据上述权利要求之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，子午面中的导光指状件的侧壁之间的角度在任何时候都小于弧矢面中的导光指状件的侧壁之间的角度，其中，所述子午面相对弧矢面是垂直的，并且所述子午面通过并排设置的表面来确定。
12.根据上述权利要求之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，所述弧矢面中的导光指状件(18)的宽度BI从第一端部(20)朝第二端部(24)持续地扩展至至少两倍宽，其中，所述弧矢面通过并排设置的表面来确定。
13.根据上述权利要求之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，所述导光指状件在其第一端部和其第二端部之间的展开线的长度L是第一端部的宽度BI的5倍至10倍。
14.根据上述权利要求之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，子午面中的光导体装置设计成常规的光导体，因此光线在该处在两个基本上等距的壁板之间通过全内反射进行传输，其中，所述子午面相对弧矢面是垂直的，并且所述弧矢面通过并排设置的平面来确定。
15.根据上述权利要求之任一项所述的光导体装置(10)，其特征在于，所有光源都定位在公共的、平坦的电路板上，而光出射面是拱曲或弯曲的。
全文摘要
本发明涉及一种用于机动车灯的一体化的光导体装置，该光导体装置具有多个并排设置的板状的导光指状件(18)，其中每个导光指状件都具有第一端部(20)和第二端部(22)以及两个边界面，它们这样地彼此相互对置，使得获得梯形形状。该光导体装置的特征在于，第一导光指状件和与之直接相邻的第二导光指状件在光导体装置中这样定向地设置，使得第一导光指状件的边界面设置得这样面向第二导光指状件的边界面，使得梯形的光导体并排地安放在平面中。
文档编号F21W101/02GK103256564SQ201310052980
公开日2013年8月21日 申请日期2013年2月18日 优先权日2012年2月17日
发明者马蒂亚斯·布伦德勒 申请人:汽车照明罗伊特林根有限公司