包括具有乳光效果的发光部分的车灯的制作方法

本发明涉及包括具有乳光效果的发光部分的车灯。

背景技术：

术语“车灯”通常用于不作区分地表示车后灯或者车前灯，后者也被称为头灯或者前灯。

如已知的那样，车灯是车辆的照明和/或发信号装置，其包括在车辆外部上的至少一盏灯，其具有从车辆朝向外部照明和/或发信号的功能，诸如像位置灯、转向信号灯、刹车灯、后雾灯、倒车灯、近光灯、远光灯等。

车灯以其最简单的结构包括容器主体、透镜体和至少一个光源。

透镜体定位成封闭容器主体的口部以便形成容纳腔室。光源布置在容纳腔室中，其可转动以便当通电时朝向透镜体发光。

在组装各种部件之后，车灯的构造涉及将透镜体固定并且气密地密封在容器主体上。

技术实现要素：

在本领域内越来越感觉到不仅需要使用车灯作为满足标准要求以获得满足特定光度要求的光束的一种手段，而且需要使用车灯作为在其上应用车灯的车辆的具体设计手段。

因此，由灯发出的光模式不仅具有实现发信号和/或照明的功能，而且也创造出精确的所需的照明效果。这种照明效果或者照明模式越来越多地代表一些汽车制造商的主调，照明效果或者照明模式连同灯的光学部件一起意图使其自身与其竞争对手区分开来。

然而，这种照明效果不应有损于所产生的光束的均匀性，而光束的均匀性虽然不与特定的光度要求相关，但是会被最终用户认为是必要的。换言之，非均匀的光束虽然满足灯的光度要求，但是其可能会被车灯的最终用户认为是不可接受的“缺陷”。

确保均匀性的各种方式是已知的，例如，引入具有乳光效果(opalescent effect)的透镜或滤光片。

在本领域内存在用于在车灯上获得乳光效果的各种方法。最受欢迎的是使用乳光材料，其由光束照射时能产生乳光的照明效果。

乳光材料由聚合材料制成，所述聚合材料结合有不同材料制成的微球以便使得光随机分散。

通过光束的该随机漫射，获得乳光效果是可能的。

然而，存在一些规定，诸如在美国的那些规定，其禁止在汽车灯的行业中使用这种材料。

因此，在本领域内已经认识到需要提供一种车灯，其在不使用任何乳光材料的情况下能够同时产生均匀且具有乳光效果的光束。

这种要求通过根据权利要求1所述的车灯来满足。

在从属权利要求中描述本发明的其他实施例。

附图说明

本发明的进一步特征和优势从对其优选的和非限制性实施例的以下描述将变得更容易理解，其中：

-图1是根据本发明的处于组装配置的车灯前侧的透视立体图；

-图2是图1所示车灯的单独部分的透视立体图；

-图3是图1所示车灯在图1的箭头III侧的前视图；

-图4是沿着图3中所示剖面IV-IV得到的图1所示车灯的剖视图；

-图5是沿着图3中所示剖面V-V得到的图1所示车灯的剖视图；

-图6是根据本发明另一实施例的处于组装配置的车灯前侧的透视立体图；

-图7是图6所示车灯的单独部分的透视立体图；

-图8是在图6的箭头VIII侧从图6所示车灯的顶部所取的俯视图；

-图9是沿着图8中所示剖面IX-IX得到的图6所示车灯的剖视图；

-图10是沿着图9中所示剖面X-X得到的图6所示车灯的剖视图；

-图11至图13是根据本发明的车灯的光学行为的示意图。

在下文描述的实施例之间的共同元件或元件的部分将以相同的附图标记指示。

具体实施方式

参考前面提到的附图，以附图标记4总体指示车灯，下面的论述将涉及到该车灯但不因此丧失一般性。

如上所述，术语“车灯”通常用于不作区分地表示车后灯或者车前灯，后者也被称为头灯或者前灯。

如已知的那样，车灯包括在车辆外部的具有照明和/或发信号功能的至少一盏灯，诸如位置灯(其可以是前部位置灯、后部位置灯、侧部位置灯)、转向信号灯、刹车灯、后雾灯、倒车灯、近光灯、远光灯等。

车灯4包括容器主体8，其通常由聚合材料制成，该聚合物材料通常允许将车灯4附接到相关车辆。

为了本发明的目的，该容器主体8可具有任何形状、尺寸和位置：例如，容器主体8可不直接与相关车辆的车身或者其它附件相关联。

根据一个实施例，容器主体8限定容纳座12，其容纳至少一个光源16，所述光源16适于当通电时发出多条光线Ri，该多条光线Ri限定出将在车灯4外部传播的光束。为了本发明的目的，所使用的光源类型是不相关的；优选地，光源16是发光二极管(LED)光源。

容纳主体8可以按已知的方式在所述容纳座12中容纳车灯4的各种光学元件和/或电子元件的中间支撑元件18。

例如，光源16以已知的方式通过合适的基座19支撑并供电。

车灯4还包括透镜体20，其至少部分地邻接容器主体8。

透镜体20施加到容器主体8上，以便至少部分地封闭容纳至少一个主光源16的所述容纳座12。

为了本发明的目的，透镜体20可在外部，以便限定车灯的直接受外部环境影响的至少一个外壁。

在车辆内部提供透镜体20也是可能的，以便被容纳在车辆内部中；例如车顶灯或者为车辆仪表板的一部分的灯就是这种情况。

透镜体20封闭容纳座12，并且适于由主光源16所产生的所述光线穿过。

在该方面，透镜体20由至少部分透明或者半透明或者半透光的材料制成，其也可包括一个或多个不透明的部分，但仍然允许由所述至少一个主光源16发出的主光束的至少一部分穿过。

根据可能的实施例，透镜体20的材料是树脂，诸如PMMA、PC等。

车灯4还包括漫射器主体24，该漫射器主体24由其光输入壁28和其光输出壁32限定。

所述漫射器主体24面对所述至少一个光源16，以便被其光束穿过。

光输出壁32可直接和/或间接面对透镜体20；“直接”意味着光输出壁32至少部分地位于透镜体20的前方；“间接”意味着光输出壁32不位于透镜体20的前方，而是例如可以通过插入的反射表面而将从其发出的光束引导到透镜体20上。

漫射器主体24沿着主横向延伸方向T-T延伸，该主横向延伸方向T-T优选垂直于光束的主传播方向L-L。

有利地，漫射器主体24具有第一组48第一光学元件52，其限定为适合于形成圆柱形焦散的具有圆形横截面的圆柱形光学器件或者适合于形成球形焦散的球形光学器件，所述第一光学元件52通过随后的折射实现所述光线Ri朝向光输出壁32的散射以便发出具有乳光效果的光束。

有利地，第一组48第一光学元件52是不中断地并置的实心主体，例如至少部分地相互贯穿以形成单个主体。

具体地，相邻的第一光学元件52'、52”在第一相交部分54处至少部分地相互贯穿，这实现在彼此相邻的所述第一光学元件之间的机械连接。

因此，第一组48第一光学元件52通过气隙56与光源16和透镜体20分离。

根据一个实施例，第一组48所述第一光学元件52具有范围从1mm至5mm的直径。

如上所述，所述第一光学元件52基本上彼此相切或至少部分地相互贯穿，例如，在圆扇区60中基本上彼此相切或至少部分地相互贯穿，其中相对于与第一光学元件52的第一对称轴线X-X垂直的剖面测量，圆扇区60的面积等于其总面积的1％至10％(参见图4中放大的细节VI，与两个相邻的第一光学元件52'、52”相关)。

应该指出的是，第一光学元件52的相切或相互贯穿可以取决于生产过程：注射成型过程通常采取相同元件的相互贯穿。

为了本发明的操作目的，重要的是对于光线Ri而言不存在来自所述第一光学元件52的自由路径；换言之，所有的光线Ri必须通过所述第一光学元件52以在光学上受到第一光学元件影响。

根据可能的实施例(图1至图5)，第一光学元件52是具有圆形横截面的圆柱体64，其中各自的对称轴线X-X垂直于光束的主传播方向L-L，这些圆柱体从彼此等距并且都具有相同的直径。

根据可能的进一步的实施例(图6至图10)，第一光学元件52是球体68，这些球体从彼此等距且具有相同的直径。

优选地，漫射器主体24在光输出壁32侧具有漫射部分72，该漫射部分72包括适合于均衡和漫射由光输出壁32发出的光束的微光学器件和/或浮雕和/或釉料。

换言之，漫射部分72用于使光模糊，直到第一光学元件52的轮廓被消除以固定住由上述圆柱形光学器件或球形光学器件提供的唯一贡献。

因此，为了获得乳光效果，需要第一光学元件52和漫射部分72之间的协同作用。

实际上，第一光学元件52通过随后的折射来执行所述光线Ri朝向光输出壁32的散射，并且漫射部分72使光模糊，直到第一光学元件52的轮廓被消除以固定住由上述圆柱形光学器件或球形光学器件提供的唯一贡献。以这种方式，可以获得完整且均匀的乳光效果。

所述漫射部分72也可以在透镜体20上形成，所述漫射部分72包括适于均衡和漫射由光输出壁32发出的光束的微光学器件和/或浮雕和/或釉料。

也可以提供放置在漫射器主体24和透镜体20之间的屏76，所述屏包括漫射部分72，漫射部分72包括适于均衡和漫射来自光输出壁32的光束的微光学器件和/或浮雕和/或釉料。显然，该屏被配置成由入射到其上的光束穿过。

优选地，容器主体8容纳至少两个光源16'、16”，其适于在通电时发出以光锥C'、C”扩散的多条光线Ri'、Ri”。

所述光锥的孔β限定出等于由光源沿着其光轴发出的强度的一半的光强度。

光源16'、16”被配置和/或间隔开，使得彼此相邻的两个光锥C'、C”至少部分地在漫射器主体24上相交(图13)。

优选地，所述光锥C'、C”在漫射器主体24的光输入壁28处相交。

由于彼此相邻的光源的光锥C'、C”的所述相交，可以获得整体乳光效果。

根据一个实施例(图6至图10)，漫射器主体24具有第二组80第二光学元件84，第二组80第二光学元件84限定出适合于实现圆柱形焦散的圆柱形光学器件或适合于实现球形焦散的球形光学器件，所述光学器件通过随后的折射实现所述光线Ri朝向光输出壁32的散射以便产生具有乳光效果的光束。

第二组80第二光学元件84不中断地并置，例如至少部分地相互贯穿以形成单个主体。

具体地，相邻的第二光学元件84'、84”在第二相交部分86处至少部分地相互贯穿，这实现在彼此相邻的所述第二光学元件之间的机械连接。

第二光学元件84被放置在第一光学元件52和透镜体20之间并且通过气隙56与第一光学元件52和透镜体20分离。

具体地，第二光学元件84以间距88从第一光学元件52间隔开。

第一组48和第二组80之间的所述间距88至少是所述第一光学元件52和第二光学元件84的直径的1.1倍。

间距88表示在第一光学元件52的对称轴线X-X与直接面对第一光学元件52的第二光学元件84的对称轴线Y-Y之间的平行于主传播方向L-L测得的距离。

根据一个实施例，第二光学元件84相对于第一光学元件52沿着与光束的主传播方向L-L垂直的横向方向T-T至少部分地交错，以使在彼此相邻的两个第一光学元件52'、52”之间的第一相交部分54相对于在彼此相邻的两个第二光学元件84'、84”之间的第二相交部分86交错，以便使得所述第一相交部分54和第二相交部分86相对于主传播方向L-L从彼此偏移。

根据一个实施例，第二组80所述第二光学元件84具有范围从1mm至5mm的直径。

例如，所述第二光学元件84基本上彼此相切或相互贯穿，例如，在圆扇区60中基本上彼此相切或相互贯穿，其中相对于与第二光学元件84的第二对称轴线Y-Y垂直的剖面测量，圆扇区60的面积等于其总面积的1％至10％。

为了本发明的操作目的，重要的是对于光线Ri而言不存在来自所述第一光学元件52和/或第二光学元件84的自由路径；换言之，所有的光线Ri必须通过所述第一光学元件52和/或第二光学元件84以在光学上受其影响。应该指出的是，第二光学元件84的相切或相互贯穿可取决于生产过程：注射成型过程通常采取相同元件的相互贯穿。

优选地，所述第二光学元件84是从彼此等距并且具有全部相同直径的圆形横截面元件。

优选地，所述第二光学元件84与所述第一光学元件52相同。

根据一个可能的实施例，第二光学元件84是具有圆形横截面的圆柱体64，其中各自的对称轴线Y-Y垂直于光束的主传播方向L-L，这些圆柱体从彼此等距并且全部具有相同的直径。

根据另一个可能的实施例，第二光学元件84是从彼此等距且具有相同直径的球体68。

例如，光输出壁32布置在所述第二光学元件84上，并且漫射器主体24可在光输出壁32侧具有漫射部分72，其包括适合于均衡和漫射来自光输出壁32的光束的微光学器件和/或浮雕和/或釉料。

还可以提供布置在漫射器主体24，特别是第二光学元件84和透镜体20之间的屏76，其中所述屏包括漫射部分72，漫射部分72包括适合于均衡和漫射来自光输出壁32的光束的微光学器件和/或浮雕和/或釉料。显然，该屏配置成由入射到其上的光束穿过。

现在将描述根据本发明的车灯的光学操作，以阐明如何通过使用光学元件(诸如漫射器主体)来获得期望的光学效果。

具体地，图11示出具有平行于光线Ri的方向的光束的行为，所述光束入射到光学元件上，并且通过随后的折射和反射根据包含在两个极限输出方向R_i'、R_i”之间的角分布进行偏离。

折射和反射发生在光束从光源16和第一光学元件52之间的间隙56中的空气通到这些光学元件的漫射器主体24的材料时，并且随后发生在光束从漫射器主体24的材料通到第一光学元件52和屏76之间或第一光学元件52和第二光学元件84(如果提供的话)之间的间隙56中的空气时。在该后一种配置中，来自第一光学元件52和第二光学元件84之间的间隙56的光线在其入射到第二光学元件84上时经受新的折射/反射过程。

光束因此以光锥漫射，所述光锥具有开度角2α，该开度角2α取决于由光束所穿过的器件材料。例如，在主体为PMMA或PC的情况下，该角α约为60度。这种光锥具有在位于光学元件外部的虚焦点F_i内的表观原点。

图12示出在三个不同光束情况下的相同光学漫射模式，每个光束具有平行于来自漫射器主体24内的不同方向的光线R₁、R₂、R₃的方向并且入射到相同的光学元件。

每个所述光束被漫射成具有开度角2α的光锥，该开度角取决于由光束所穿过的器件材料。具体地，具有平行于光线R₁、R₂、R₃的方向的每个光束入射到光学元件，并且由于随后的折射和反射，分别根据包含在两个极限输出方向R_1'、R₁”、R_2'、R₂”、R_3'、R₃”之间的角分布进行偏离。

另外，每条光线R₁、R₂、R₃确定位于光学元件内部的相应虚焦点F₁、F₂、F₃内的2α亮度的光锥。

来自不同方向的这样的光锥Ri'、Ri”的重叠使得能够在光学元件的输出处获得基本上为理想散射(朗伯，Lambertian)的光分布，其与通常由乳光材料形成的体积散射几乎相同。

从以上可以理解，本发明克服了现有技术的缺点。

具体地，根据本发明的灯允许不在灯的外部透镜体上或者漫射器主体上使用任何乳光材料层的情况下获得任何乳光效果的光图案。

具体地，光学元件的几何形状形成球形焦散或圆柱形焦散，其利用了穿过不同器件(即，漫射器主体的塑料材料和空气)的光折射现象。以这种方式，入射光束以取决于所穿过材料的角度扩散，并随机分布，以对光进行漫射和散射，如所示获得所述的乳光效果。

第一光学元件和/或第二光学元件与这种微光学器件或浮雕的相互作用导致均匀的效果，用LED光源照亮漫射器主体。也就是说，这是在车灯激活的状态下。

显然，本发明的灯能够满足灯的所有光度规范，并能够发出均匀且令观察者的眼睛愉悦的光束。

总而言之，本发明允许获得车灯，其产生均匀且具有乳光效果的光束，而不使用乳光材料。

为了满足可能的和具体的要求，本领域技术人员可对上面所述的车灯做出大量修改和变化，所有这些修改和变化都落在如下列权利要求所限定的本发明的范围内。