尤其用于机动车辆的照明和/或信号指示装置的制作方法

本发明涉及一种尤其用于机动车辆的信号指示和/或照明装置。本发明还涉及一种尤其用于机动车辆的照明模块，该照明模块包括上述装置。

背景技术：

机动车辆的信号指示灯根据其颜色可以向其他道路使用者(特别是行人或其他驾驶者)发出某些危险情况的警告。这些情况可能对应于车辆制动或者甚至对应于车辆倒车。

然而，需要驾驶者能够向其他道路使用者传送更精确且更明确的信息并且因此与他们共享更精确和更明确的信息。

为此，已知包括光源、散射元件和用于透射光的受控元件的机动车辆装置，所述受控元件布置在光源和散射元件之间。受控的透射元件例如是机电系统，该机电系统包括可单独致动的微镜的矩阵阵列，即所谓的数字微镜装置或dmd。然而，这些装置可能证明是特别昂贵和/或难以实施的。另外，这些装置有时使用激光器，这可能会对用户或在安装这些装置期间产生安全问题。

需要提供既经济、易于使用又没有危险的替代方案。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提供这样的替代方案。为此，本发明提供了一种尤其用于机动车辆的信号指示和/或照明装置，该信号指示和/或照明装置包括：

-用于发射光束的发射装置，该光束被称为初级光束，该发射装置包括光源；

-散射元件；以及

-受控的透射装置，该受控的透射装置介于发射装置和散射元件之间，受控的透射装置被控制以便将初级光束的至少一部分选择性地朝向散射元件透射，以便形成具有至少两种不同的光分布的光束，该光束被称为次级光束，

其特征在于，受控的透射装置包括至少一个液晶显示器，所述至少一个液晶显示器设置在距散射元件一定距离处，液晶显示器的图像形成在散射元件上。

根据可以一起实施或单独实施的各种实施例：

-液晶显示器的至少一个尺寸小于形成在散射元件上的图像的相应尺寸，

-液晶显示器的至少一个尺寸小于散射元件的相应尺寸，

-照明装置还包括第一光学元件和第二光学元件，

-第一光学元件介于光源和液晶显示器之间，以形成初级光束，

-第二光学元件介于液晶显示器和散射元件之间，并被设计成在散射元件上形成显示器的图像，

-液晶显示器是基本上平坦的，

-液晶显示器是弯曲的，以便允许初级光束的每条光线都在液晶显示器上获得小的入射角，

-液晶显示器配备有固定反射镜，该固定反射镜被构造成朝向散射元件反射初级光束的至少一部分，

-该装置包括至少两个液晶显示器，所述至少两个液晶显示器围绕光源成角度地放置，以便允许初级光束的每条光线都在每个液晶显示器上获得小的入射角，

-该装置包括至少两个光源和同样多的液晶显示器，每个光源被设计成分别照亮液晶显示器中的一个或另一个，

-初级光束是发散的，发射装置仅包括光源，

-光源是点状的，

-散射元件包括发光体，该发光体适于将由光源发射的波长转换成不同的波长，以便获得与光源不同的颜色，特别是通过荧光或磷光，

本发明还涉及一种尤其用于机动车辆的照明模块，其包括如上所述的装置。

附图说明

通过下列对本发明的至少一个实施例的详细说明性描述，本发明将被更好地理解，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加清楚，该实施例是结合所附的示意图通过非限制性示例给出的。

-图1是根据本发明的根据第一实施例的装置的轴向截面示意图。

-图2是根据本发明的根据第二实施例的装置的轴向截面示意图。

-图3是根据本发明的根据第三实施例的装置的轴向截面示意图。

-图4是根据本发明的根据第四实施例的装置的轴向截面示意图。

-图5是根据本发明的根据第五实施例的装置的轴向截面示意图。

-图6是根据本发明的根据第六实施例的装置的轴向截面示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种尤其用于机动车辆的信号指示和/或照明装置。

如图1至图6所示，信号指示和/或照明装置包括用于发射光束的发射装置，受控的透射装置和散射元件3。

下面，发射装置发出或来自发射装置并从发射装置传播到受控的透射装置的光束部分将被称为“初级光束”100。初级光束100由光线组成，该光线被称为初级光线。

发射装置发出或来自发射装置并且从受控的透射装置向散射元件3传播的光束的那部分将被称为“次级光束”200。次级光束200由光线组成，该光线被称为次级光线。

散射元件3发出或来自散射元件3并且从散射元件3向信号指示和/或照明装置的外部传播的光束的那部分(未示出)被称为“出射光束”。

信号指示和/或照明装置被设计用于产生满足现行法规要求的出射光束。这些法规要求尤其与出射光束的强度、出射光束的可视角及出射光束的颜色有关。

发射装置旨在将初级光束100投射到受控的透射装置。发射装置包括光源1，该光源1被设计成在受控的透射装置的方向上发射光，这里的光采用光束的形式。换句话说，光源1被设计成在受控的透射装置的方向上发射初级光束100。

光源1在这里是点光源或准点光源。换句话说，由光源1发射的光看起来基本上来自同一个点。具体地，光源发射光束，该光束在离开光源时具有小的宽度，从光源发射的光束的宽度等于光束在其离开光源的位置处的最大横向尺寸。由光源1发射的光优选是非相干的。光源1产生发散光束。换句话说，当初级光线传播时，它们彼此分离。具体地，从光源2发出的初级光束100基本上形成锥体。在这里，初级光束100的角孔径(angularaperture)被限定为等于锥体的顶端处的半角。初级光束100的平均传播方向基本上与锥体的母线的平均方向一致。

在图1所示的第一实施例中，发射装置仅由光源1组成。

光源1例如是发光二极管。发光二极管可以由电子控制单元控制。电子控制单元例如允许改变由光源1发射的光束的强度。

由光源1发射的光束被设计成从光源1经由透射装置传播到散射元件3。

受控的透射装置被设计成将从光源1发出的光束的至少一部分选择性地朝向散射元件3透射。为此，透射装置插在光束的路径上。

受控的透射装置在这里布置在距散射元件一定距离处。它们还布置在距光源1一定距离处。

受控的透射装置被设计成接收初级光线，该初级光线构成初级光束100。更准确地说，受控的透射装置被设计成由初级光束100形成次级光束200，该次级光束200从受控的透射装置传播到散射元件。尤其是，受控的透射装置设计成允许在散射元件3上形成图像。通过在散射元件3上形成图像，这里例如指的是图像被投射到散射元件3上。

受控的透射装置包括至少一个液晶显示器2，这里是单个液晶显示器2。在该实施例中，受控的透射装置仅由液晶显示器2组成。

受控的透射装置被设计成能够将从光源1发出的光束向散射元件3透射至少两种不同的分布。

液晶显示器2或lcd使用法语术语来说是écranàcristauxliquides。液晶显示器2是指具体包括偏振器、电极和液晶的显示器，液晶显示器2的透明度取决于施加于其上的电场。有利地，液晶显示器2包括无聚合物的液晶，以避免通过其中的光束的散射。

液晶显示器2被设计成允许在散射元件3上形成图像。更具体地，液晶显示器2被设计成使得由液晶显示器2产生的图像形成在散射元件3上。由液晶显示器2产生的图像取决于液晶显示器2所经受的电场。

更准确地说，液晶显示器2最初是整体透射的，向液晶显示器2施加电场允许产生吸收区，从而允许产生由吸收区和透射区形成的图像。因此，应注意，在允许产生电场的电源故障的情况下，液晶显示器2保持透明。

作为变型，液晶显示器2最初是吸收性的，并且向液晶显示器2施加电场允许产生透射光的区域，从而允许产生由吸收区和透射区形成的图像。

吸收区和透射区例如由像素形成。然后可以在散射元件3上形成图像，吸收区的图像在散射元件3上形成阴影，而透射区的图像通过光通过液晶显示器2在散射元件3上形成被照亮的部分。

有利地，液晶显示器2由电子控制单元控制。电子控制单元例如允许使用者选择在散射元件3上形成的图像的形状。

液晶显示器2在这里是平坦的。在这里，它具有入射面21和出射面22，这两个面是彼此相反的。

液晶显示器2的入射面21被设计成接收从光源1发出的初级光束100的光线。液晶显示器2的入射面21在这里布置成面向光源1。换句话说，液晶显示器的第一面21在这里面向光源2布置。

液晶显示器2的出射面22就其本身而言被设计成使得次级光束200从液晶显示器2的出射面发出。液晶显示器2被设计成使得液晶显示器2的第二面22面向散射元件3布置。

有利地，液晶显示器2允许次级光束200以次级光束200直接形成在散射元件3上的方式形成。

在这里，液晶显示器2在不工作时是透射的。换句话说，液晶显示器2被设计成在其不经受电场时让光通过。

作为变型，液晶显示器2可以设计成在不经受电场时不让光通过。

散射元件3布置在距液晶显示器一定距离处。然而，如上所述，由光源发射的光束是发散的。因此，液晶显示器2的至少一个尺寸小于由液晶显示器2在散射元件3上形成的图像的相应尺寸。

同样地，液晶显示器2的至少一个尺寸小于散射元件3的相应尺寸。因此，液晶显示器2的垂直于光束的总体传播方向测量的一个尺寸在这里比散射元件3的相应尺寸小两倍。液晶显示器2例如具有等于35mm的宽度，具有50μm边长的像素。

在入射面21上的每条初级光线的入射方向和通过入射点ip的入射面21的法线之间测量每条初级光线的入射角αp,i。在这里，入射点ip对应于初级光线和液晶显示器2之间的交叉点。有利地，初级光线的入射角αp,i小于限制入射角，如果超过该限制入射角，初级光线不再以足够的透射通过液晶显示器2并且/或者不再被液晶显示器2的吸收区充分阻挡。在这里，初级光线各自具有小于或等于30度的入射角αp,i。

散射元件3布置成接收从透射装置发出的次级光束200。它被设计成由来自液晶显示器2的次级光束200形成出射光束。有利地，散射元件3被设计成使得出射光束具有比次级光束200的角孔径更大的角孔径。后一特征特别有助于观察象形图和信号指示元件。

散射元件3在这里采用屏幕的形式。散射元件3被设计成允许光通过。为此，它例如由透射、透明或半透明材料制成。散射元件3在这里是中性的颜色，从而允许显示与由光源1发射的光束颜色相同的图像。

作为变型，散射元件3被着色以便对由液晶显示器2形成的图像着色，例如红色或其他颜色。

作为变型，散射元件3包括适于将由光源1发射的波长转换成不同波长的发光体，以便获得与光源1的颜色不同的颜色，特别是通过荧光或磷光。

散射元件3在这里包括入射表面31和出射表面32，该入射表面被设计成面向液晶显示器2布置，这两个表面31、32是彼此相反的。

具体地，在这里，散射元件3的入射表面31被设计成接收从液晶显示器2的出射面22发出的次级光束200。更具体地，在这里描述的示例性实施例中，散射元件3直接接收由液晶显示器2形成的次级光束200。换句话说，在这里，次级光束200直接从液晶显示器2传播到散射元件3。

散射元件3在这里是基本上弯曲的。散射元件3是弯曲的，以使得入射表面31是凹的并且使得出射表面32是凸的。散射元件3的曲率有利地允许获得次级光线在散射元件3上的小的平均入射角。散射元件3的曲率允许由外部观察者(例如行人或驾驶者)可以看到图像的角度增加。这进一步允许至少部分地遵循光的外透镜的形状，因此改善了美学方面并且使系统的深度最小化。

在这里，次级光线的平均入射角对应于每条次级光线的入射角αs,i的平均值。次级光线的入射角αs,i对应于一方面为次级光线的传播方向和另一方面为入射面31的法线之间的角度，该法线是垂直于散射元件3的入射表面31的穿过在次级光线和入射表面31之间的交叉点(称为入射点is)的直线。

作为变型(未示出)，散射元件3是平坦的。

在图2所示的第二实施例中，液晶显示器2具有朝向光源1弯曲的形状。换句话说，液晶显示器2具有曲率。具体地，液晶显示器2具有对应于入射面21的凹面和对应于出射面22的凸面。凹面21朝向光源1取向。

例如，液晶显示器2的曲率形成圆弧，并且曲率中心例如布置在光源1附近。

在这里，初级光束100的平均入射角对应于每条初级光线的入射角αp,i的平均值。有利地，液晶显示器2的弯曲形状允许初级光束100的平均入射角减小，从而允许为每条初级光线获得小的入射角αp,i。因此，可以相对于第一实施例增加初级光束100的角孔径，而不会使初级光线的入射角αp,i超过限制入射角。根据本发明，每条初级光线因此具有小的入射角αp,i，即小于或等于30度，优选小于或等于20度，更优选小于或等于15度。液晶显示器2的曲率有利地被优化，以使得初级光束的平均入射角具有最小可能值。

此外，液晶显示器2的弯曲形状允许减小由信号指示和/或照明装置产生的体积。尤其是，液晶显示器2的弯曲形状允许照明和/或信号指示装置的深度减小，深度是在光源1和散射元件3之间测量的距离。

因此，该构造允许获得宽的和/或在散射元件3上的多个位置中可见的图像，同时减小由信号指示和/或照明装置产生的体积。

在图3所示的第三实施例中，信号指示和/或照明装置包括至少两个光源1和同样多的液晶显示器2。每个液晶显示器2与一个不同的光源1相关联。

在这里，每个光源1产生一个光束，该光束的平均传播方向与光源1所关联的液晶显示器2的法线重合。有利地，每个光源1的光束的平均传播方向与相关联的液晶显示器2的中心区域是正切的。

具体地，在这里，信号指示和/或照明装置包括三个光源1和三个液晶显示器2。光源1在这里是彼此分开的。液晶显示器2是彼此分开的并且相距一定距离。

光源1和液晶显示器2在这里被设计成允许在散射元件3上形成同一个图像。具体地，每个液晶显示器2在这里有助于形成在散射元件3上形成的相同图像的不同部分。可以通过使用校准方法来促进图像的每个部分的形成以及它们在散射元件3上相对于彼此的布置。

在这里，每个液晶显示器2面向光源1中的一个布置。使用多个光源1，每个光源1与一个液晶显示器2相关联，允许获得扩展的图像。同时允许保留初级光束的光线在每个液晶显示器2上的小入射角。

在这里，即使液晶显示器2是平坦的，多个液晶显示器2也允许保留初级光束的光线的小入射角。这种构造允许获得宽的图像，同时减少由信号指示和/或照明装置产生的体积。

液晶显示器2在这里布置成与同一圆弧基本上相切。同样地，光源1的部分在这里也全部基本上布置在相同的圆弧上。液晶显示器2和光源1可以不同地布置。

作为本发明的变型(未示出)，一个或更多个液晶显示器2，或者甚至所有液晶显示器2可以是弯曲的。在这种情况下，一个或更多个液晶显示器2的曲率允许到达液晶显示器2的初级光束的光线的入射角进一步减小。

在图4所示的第四实施例中，信号指示和/或照明装置与第三实施例类似，除了它包括单个光源1和多个液晶显示器2，在这里是三个液晶显示器2。

液晶显示器2在这里与前述实施例类似布置，除了它们在这里是连续的和/或彼此接触。

液晶显示器2相对于光源1布置，以便将初级光线的平均入射角最小化和/或减小初级光线的平均入射角。具体地，液晶显示器2在这里围绕光源1成角度地分布。液晶显示器2在这里是平坦的。作为变型，液晶显示器2将可能弯曲和/或朝向光源1弯曲。这种构造允许获得大的和/或在散射元件3上的多个位置中可见的图像，同时减小由信号指示和/或照明装置导致的体积。

在图5所示的第五实施例中，除光源1之外，信号指示和/或照明装置的发射装置包括第一光学元件4。

第一光学元件4例如是会聚透镜4。其被设计成在从光源1发出的光束的路径上介于光源1和液晶显示器2之间。第一光学元件4被设计成形成初级光束100，该初级光束100直接朝向液晶显示器2传播。会聚透镜4被设计成允许从光源1发出的光线会聚，特别是在第二光学元件5上会聚。

第二光学元件5例如是发散透镜5，但更普遍地是投射物镜。其在从液晶显示器2发出的次级光束200的路径上介于液晶显示器2和散射元件3之间。发散透镜5在这里被称为成像光学元件。其被设计成将液晶显示器2的图像投射到散射元件3上。

信号指示和/或照明装置在这里被设计成使得从光源1发出的光线能够会聚在第二光学元件5上。换句话说，第一光学元件4例如允许从光源1发出的光束聚焦。这种聚焦使得可以利用第二光学元件5在光通量方面实现高效率。尤其是，这种聚焦在这里允许液晶显示器2的清晰图像形成在散射元件3上。

在图6所示的第六实施例中，除了液晶显示器2之外，透射装置还包括用于反射和/或实现反射的反射装置，此时液晶显示器2配备有用于反射和实现反射的反射装置。用于反射和/或实现反射的反射装置例如与液晶显示器2组装在一起。

在该实施例中，发射装置仅由单个光源1组成。作为变型其可以是其它形式。

用于反射和/或实现反射的反射装置在这里包括反射镜6。它例如是固定反射镜6。反射镜6可以由硅或具有类似物理性能的材料制成。由反射镜6和液晶显示器2形成的组件在这里对应于硅基液晶或lcos型的装置。

特别地，反射镜6可以布置在液晶显示器2的一个面上和/或靠在液晶显示器2的一个面上。信号指示和/或照明装置被设计成使得从光源1发出的光束第一次通过液晶显示器2，从反射镜6反射，再次通过液晶显示器2并传播到散射元件3。

有利地，反射镜6的使用允许信号指示和/或照明装置的各种元件相对于彼此的布置具有更大的灵活性。这种灵活性尤其允许减小由机动车辆内部的信号指示和/或照明装置产生的体积。

在所有前述实施例中，可以在适当的情况下进行替换、提供任何所需要的修改，一个液晶显示器2或每个液晶显示器2具有诸如本实施例中所述的lcos装置。

本发明还涉及一种照明模块，该照明模块包括如上所述的装置。照明模块例如是灯。