用于车辆信号灯的光纤灯模块的制作方法

[0001]
本发明涉及一种用于车辆信号灯的光纤灯模块。本发明进一步涉及一种包括光纤灯模块的车辆信号灯组件和一种包括车辆信号灯组件的车辆信号灯。


背景技术：

[0002]
概念车的最新照明设计示出了向非常细的被照亮的线的趋势。把这种导光和发射光的光纤集成到车辆中，并且特别是车灯和/或车身中，是挑战性的，因为到光纤表面的每个机械触点/接触点都阻挠全内反射（tir），导致光泄漏和热点的生成。因此，机械触点/接触点产生非均质性和光的损失。包括这种光导的灯组件的组装当前是复杂的并且成本高昂的。
[0003]
us 2011/0103757 a1涉及侧发射的阶跃折射率光纤，其包括由玻璃制成的光导芯以及透明的和/或半透明的镀层。
[0004]
us 2006/0198587 a1涉及发光装饰品的组件，该发光装饰品具有平行布置的光纤缆线，每个光纤缆线由包有透明管的发光的光纤形成。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是使得能够灵活且成本有效地设计车辆信号灯，特别是包括像led或激光器的半导体光源的车辆信号灯。
[0006]
本发明被独立权利要求限定。从属权利要求限定了有利的实施例。
[0007]
根据第一方面，提供了一种包括至少两个光分布光纤的光纤灯模块。每个光分布光纤被包围在对应的光纤引导管中。光纤引导管至少部分地是半透明的并且被稳定性结构机械地耦合。光纤灯模块进一步包括引导结构，该引导结构借助于机械耦合接口被机械地耦合至稳定性结构。引导结构被布置成沿着机械耦合接口保持稳定性结构的空间布置。稳定性结构被布置成向车辆信号灯的固定装置提供机械接口。
[0008]
光分布光纤和光纤引导管是柔性的，使得光纤灯模块可以适应于基本上任何灯具的几何结构。引导结构根据光纤灯模块的预期形状特别是三维形状与光纤灯模块并且特别是细的光分布光纤的光纤引导管的空间布置相组合而稳定。被耦合至光纤引导管和引导结构的稳定性结构在光纤引导管和因而光分布光纤之间提供了限定的空间关系。光纤引导管与光分布光纤是紧密的物理接触的，使得避免了光输出耦合沿着光分布光纤的延伸的不需要的变化。光纤引导管用最小的表面接触机械地固定了光纤，最小化了光损失和非均质性。因此可以改善光发射的均质性。
[0009]
可以可替换地存在被布置在光分布光纤和光纤引导管之间的光学耦合材料（例如光学耦合凝胶，该光学耦合凝胶的特征在于其折射率高于光纤引导管的折射率）。光学耦合材料被布置成在光分布光纤和光纤引导管之间提供限定的边界。
[0010]
光分布光纤被布置成将经由光输入耦合表面接收的光跨柔性的光分布光纤的线性延伸分布。因此，可以根据预期的光分布和柔性的光分布光纤的预期路径来布置材料性
质。柔性的光分布光纤可以例如包括从塑料材料、硅树脂或玻璃的组中挑选出的材料。材料或材料组分的性质可以沿着柔性的光分布光纤的延伸变化。如果具有预定强度的光源被耦合至光输入耦合表面，则材料或材料组分的性质可以被特别地布置成使沿着柔性的光分布光纤的延伸的限定的光分布成为可能。材料或材料组分可以例如包括散射颗粒，该散射颗粒被分布在材料组分的材料内以提供预期的照明效果（例如沿着光分布光纤的线性延伸的均质的光发射）。光分布光纤的材料或材料组分可以掺杂有光转换颗粒。光转换颗粒可以被布置成把第一波长范围的光局部转换成第二波长范围的光，其中第二波长范围比第一波长范围在更长的波长范围中。光输入耦合表面可以是光分布光纤的一个端表面。可替换地，可以在两个端表面处提供光输入耦合结构。
[0011]
光分布光纤可以具有面积在0.5 mm2到20 mm2之间、优选在1.50 mm2到10 mm2之间、并且最优选在3 mm2到7 mm2之间的截面。光分布光纤的截面可以被布置成提供预定的照明效果。柔性的光分布光纤的截面可以沿着光分布光纤的延伸变化。光分布光纤可以例如具有直径在0.5 mm到5 mm之间、优选在1 mm到4 mm之间、并且最优选地在2 mm到3 mm之间的圆形截面。光分布光纤可以可替换地具有（例如三角形、矩形等的）非圆形截面。
[0012]
光纤引导管可以可替换地或另外地被布置成更改由光分布光纤提供的光分布。光纤引导管中的至少一个可以例如包括至少一种光操纵结构，该光操纵结构被布置成例如局部改变借助于被包围的光分布光纤所引导的光的光输出耦合。
[0013]
引导结构可以包括可以变形的任何材料，并且优选地在变形之后保持形状。引导结构可以包括特征在于至少30 gpa、优选至少50 gpa的杨氏模量的引导材料。稳定性材料支配引导结构的机械性质。引导结构可以例如包括可弯曲的（例如铝、铜、钢等等的）金属线。引导结构可以可替换地包括可以例如在升高温度的应用期间变形的塑性材料。引导结构的形状可以在在车辆信号灯中组装期间被限定或者可以是预成形的。引导材料可以被包围在被结合至稳定性结构的柔性镀层中。
[0014]
稳定性结构可以被布置成在垂直于光分布光纤的纵向延伸的方向上限定光分布光纤之间的最大距离。光分布光纤之间的被限定的最大距离支撑光分布光纤之间的被限定的空间关系。
[0015]
稳定性结构可以例如包括可弯曲的箔。可弯曲的箔可以包括像塑料、金属等等的材料。可弯曲的箔可以例如在可见波长范围中是透明的，使得另外的光源可以通过稳定性结构发射光。
[0016]
稳定性结构可以例如被布置成沿着引导结构的纵向延伸向引导结构的机械耦合接口提供连续的机械耦合。
[0017]
稳定性结构可以包括特征在于至少0.3 gpa、优选至少0.5 gpa、并且最优选至少1 gpa的杨氏模量的稳定性材料。稳定性材料支配稳定性结构的机械性质。可以使用像pet的塑料材料以根据由相应的车辆信号灯给出的机械边界来布置光纤灯模块，并且特别是光分布光纤。
[0018]
稳定性结构可以可替换地被布置成沿着引导结构的纵向延伸向引导结构的机械耦合接口提供不连续的机械耦合。稳定性结构可以例如包括沿着引导结构的纵向延伸以预定距离布置的许多耦合元件。耦合元件可以包括如上所描述的像pet的具有相当低的杨氏模量的材料或者由其组成。耦合元件可替换地可以包括相当硬的材料或者由其组成，该硬
的材料在引导结构和光纤引导管之间提供局部预定的机械耦合。耦合元件可以例如包括硬的塑料或金属支架。
[0019]
光纤引导管可以包括被结合至稳定性结构的透明塑料材料。光纤引导管可以例如被粘附至稳定性结构或者可以被集成在稳定性结构（例如具有管的透明塑料箔，光分布光纤可以被引入该具有管的透明塑料箔）中。
[0020]
光纤灯模块避免了照明光纤到灯具中的复杂且耗时的集成，而不损失光的量或均质性。光纤灯模块进一步使在自动制造工艺中的等距和对称的弯曲角度开口的可重现和可预测的光图案设计成为可能。最终，光学概念仍然是灵活的，并且可以适应基本上任何灯具的几何结构。
[0021]
根据第二方面，提供了一种车辆信号灯组件。车辆信号灯组件包括根据上面描述的任何实施例的光纤灯模块以及至少一个光源。（例如led或激光器的）至少一个光源被布置成在光分布光纤的（例如经由输入耦合小平面的）横向端表面中耦合输入光。
[0022]
根据第三方面，提供了一种车辆信号灯。车辆信号灯包括根据上面描述的任何实施例的光纤灯模块以及根据上面描述的任何实施例的至少一个光源或至少一个车辆信号灯组件。车辆信号灯进一步包括电接口。电接口被布置成把电信号传输到至少一个光源。电信号可以包括电驱动电流以驱动一个或多个光源并且控制信号以控制（多个）光源的光发射。
[0023]
车辆信号灯可以进一步包括用于电驱动至少一个光源的电驱动器。
[0024]
车辆信号灯可以进一步包括至少一个固定装置。至少一个固定装置被布置成根据预定的空间形状把光纤灯模块机械地耦合至车辆信号灯。固定装置可以例如是夹具，该夹具被布置成环绕光纤灯模块的延伸提供连续夹持。车辆信号灯可以可替换地包括许多固定装置，该许多固定装置被布置成在车辆信号灯和光纤灯模块之间、特别是和稳定性结构之间提供局部机械接口。可以布置一个或多个固定装置，使得在车辆信号灯中的车辆灯组件或光纤灯模块的组装期间提供光纤灯模块的形状。车辆信号灯可以进一步包括一个或多个支撑结构，其在光纤引导管之间支撑稳定性结构。支撑结构可以例如被布置成在车辆信号灯的组装期间形成引导结构。可以布置固定装置和/或支撑结构，使得不直接接触光分布光纤或光纤引导管。可以可替换地或另外地布置固定装置以及/或者一个或多个支撑结构，使得与光分布光纤或光纤引导管存在局部的相互作用，以使得能够局部操纵由相应的光导结构发射的光。
[0025]
光源可以被布置成发射可见光谱中和可见光谱外（特别是红外）的光。可选地，可以把具有不同发射光谱的光源耦合至一个或两个端表面。
[0026]
应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应的独立权利要求的任意组合。
[0027]
下面限定了进一步有利的实施例。
附图说明
[0028]
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将是清楚的并得到阐释。
[0029]
现在，将通过示例的方式，基于参考附图的实施例来描述本发明。
[0030]
在附图中：
图1示出了光纤灯模块的第一实施例的透视视图的主要草图图2示出了沿着图1中的线a-a的光纤灯模块的第一实施例的截面的主要草图图3示出了对应于图1中的线a-a的光纤灯模块的第二实施例的截面的主要草图图4示出了光纤灯模块的第三实施例的透视视图的主要草图图5示出了第一车辆信号灯的主要草图图6示出了第二车辆信号灯的主要草图在图中，相同的附图标记始终指示相同的对象。图中的对象不一定按比例绘制。
具体实施方式
[0031]
现在将借助于附图来描述本发明的各种实施例。
[0032]
图1示出了光纤灯模块100的第一实施例的透视视图的主要草图。光纤灯模块100包括在此实施例中由玻璃组成的两个光分布光纤16。两个光分布光纤16被嵌入两个对应的由塑料材料组成的光纤引导管14中。光纤引导管14被结合至由柔性的塑料箔组成的稳定性结构12。引导结构18被嵌入稳定性结构12中，以在引导结构18和稳定性结构12之间提供机械耦合接口，该稳定性结构12沿着引导结构18的纵向延伸而延伸。引导结构18由金属线组成，其使得能够成形基本上根据每个三维形状的光纤灯模块100。可以借助于引导结构18来预成形光纤灯模块100，其中稳定性结构12在光纤引导管14和因此光分布光纤16之间提供限定的空间关系。机械耦合接口与可弯曲的稳定性结构12结合提供一种铰链，该铰链使得能够根据所选材料的柔性局部弯曲光纤灯模块100。
[0033]
图2示出了沿着图1中所示出的线a-a的光纤灯模块100的第一实施例的截面的主要草图。柔性的光分布光纤16被光纤引导管14包围。引导结构18被机械耦合接口19包围。引导结构18和光分布光纤16借助于稳定性结构12被机械地耦合。光纤引导管14、机械耦合接口19和稳定性结构12由相同的塑料材料组成，并且在一个工艺步骤中被制造。引导结构18和光分布光纤16可以在稳定性结构12、光纤引导管14以及机械耦合接口19的制造期间被嵌入。引导结构18和光分布光纤16可以可替换地在稳定性结构12、光纤引导管14以及机械耦合接口19的制造之后被插入。稳定性结构12、光纤引导管14和机械耦合接口19可以例如由可以在升高的温度中收缩的材料组成，使得在该材料与插入的引导结构18和光分布光纤16之间存在紧密的机械耦合。
[0034]
图3示出了对应于图1中的线a-a的光纤灯模块100的第二实施例的截面的主要草图。光分布光纤16被嵌入在对应的光纤引导管14中，并且随后被粘贴至稳定性结构。引导结构18由可变形的塑料材料组成，该可变形的塑料材料可以在与光纤引导管14相同的工艺步骤中被粘贴至稳定性结构12。稳定性结构12由薄金属箔组成，该薄金属箔经由胶水在光分布光纤16和引导结构18之间提供机械耦合。光纤引导管14包括局部光操纵结构22，该局部光操纵结构22被布置成局部地改变借助于光纤灯模块100发射的光的外观。
[0035]
图4示出了光纤灯模块100的第三实施例的透视视图的主要草图。两个光分布光纤16被嵌入在对应的光纤引导管14中。光分布光纤16和引导结构18被结合至包括数个耦合元件或支架的稳定性结构12上，该数个耦合元件或支架在引导结构18和光纤引导管14之间提供局部机械耦合。机械耦合表面在此实施例中被限制为耦合元件或支架的纵向延伸（例如结合表面）。这些支架由硬的材料组成，使得在引导结构18和光纤引导管14之间的空间关系
基本上被固定在相应支架的局部位置处。支架可以相对于彼此被转动，以使光分布光纤16的许多可能的三维形状成为可能。支架的数量和距离以及单个尺寸和形状可以适应于光纤灯模块100的预期形状。
[0036]
图5示出了第一车辆信号灯200的主要草图。车辆信号灯包括车辆信号灯组件，该车辆信号灯组件包括光纤灯模块100和对应的光源120。光纤灯模块100与参照图1所讨论的光纤灯模块100非常相似。主要区别是，光纤灯模块100包括三个光分布光纤16和对应的光纤引导管14。两个引导结构18被布置在两个光分布光纤16之间。每个光分布光纤16借助于一个光输入耦合小平面被耦合至对应的光源120（例如led）。光源120被集成在电接口110中。光纤灯模块100借助于许多固定装置132被安装在盖130内。固定装置132被布置成把稳定性结构12固定在光纤灯模块100的外边沿。车辆信号灯200在此实施例中进一步包括延伸的固定装置134，该延伸的固定装置134基本上垂直于在延伸的固定装置134的位置处的光分布光纤16跨整个稳定性结构12延伸。这种延伸的固定装置134可以被用于使得能够精确限定在由稳定性结构12给出的边界内光分布光纤16的三维布置。延伸的固定装置134在此实施例中包括被光学耦合至相应的光分布光纤16的三个光输出耦合结构135。光输出耦合结构135使得能够操纵被耦合至光输出耦合结构135的光分布光纤16的光输出。光输出耦合结构135可以被布置成操纵光分布、光的颜色等等。具有光输出耦合结构135的固定装置132和延伸的固定装置134限定了在盖130内的光分布光纤16的三维形状。
[0037]
图6示出了第二车辆信号灯200的截面的主要草图。光纤灯模块100相似于关于图2所讨论的光纤或光模块。每个光纤引导管14在此实施例中被布置在两个引导结构18之间。在光纤灯模块100的外边沿处的引导结构18可以支撑第二车辆信号灯200的组件。第二车辆信号灯200包括由两部分组成的盖130。可以打开盖130，使得光纤灯模块100可以位于固定装置132上，在此实施例中沿着稳定性结构12的边沿连续地布置了该固定装置132。支撑结构136进一步支撑了光纤灯模块100，当光纤灯模块100被安放在盖130的下部上时，该支撑结构136被布置在引导结构18的下面。借助于盖130的上部固定了光纤灯模块，盖130的上部借助于对应于盖130下部的固定装置132和支撑结构136的固定装置132和支撑结构136加紧光纤光模块100，并且特别是稳定性结构12。因此，每个柔性的光分布光纤16被布置在盖130内的限定位置中。每个光分布光纤16在此实施例中被腔围绕。腔可以被成型为支撑光分布。在可替换的实施例中，两个或更多个光分布光纤16可以被公共的腔围绕。车辆信号灯可以进一步包括可以被布置成提供光斑的局部化的光源。一个或多个局部光源可以例如被布置成通过稳定性结构12发射光（例如被布置在支撑结构136或固定装置132之一中）。
[0038]
尽管已经在附图以及前述描述中详细图示了和描述了本发明，但是这种图示和描述应被认为是说明性的或示例性的，并且不是限制性的。
[0039]
通过阅读本公开，其它修改对于本领域技术人员将是清楚的。这样的修改可以涉及本领域中已知的其它特征，并且该其它特征可以被用于替代或补充本文已经描述的特征。
[0040]
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个元件或步骤。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实不指示不能有利地使用这些措施的组合。
[0041]
权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制其范围。
[0042]
附图标记12
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稳定性结构14
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光纤引导管16
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光分布光纤18
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引导结构19
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机械耦合接口22
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光操纵结构100
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光纤灯模块110
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电接口120
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光源130
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盖132
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固定装置134
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延伸的固定装置135
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光输出耦合结构136
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支撑结构200
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车辆信号灯。