用于汽车照明和/或信号指示装置的光导的制作方法

本发明涉及用于汽车的照明和/或信号指示装置。

背景技术：

已知的实践是提供具有成层片(ply)的形式的光导和LED的这样的装置，该LED的光线被通过所述光导按路线发送至装置的输出。因此产生了光束，其具有直线型的轮廓或弯曲的线轮廓。

现在，尤其是当所述轮廓是弯曲的时，所述光束可能沿着所述线出现不均匀，甚至不连续的情况。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种光束，不管光束的轮廓是直线型的或弯曲的，在所述光束中所述光的分布沿着所述光束的轮廓是连续的且均匀的。

为此目的，根据本发明，一种光导被提供用于汽车照明和/或信号指示装置，所述光导包括至少一个耦合器，该耦合器具有至少两个输入面，所述输入面被布置成使得在光源定位在与所述耦合器相关联的预定点处时，对于所述输入面中的每一个，来自所述光源的、在几何学上穿过所述点且通过所述输入面进入所述光导的所有光线在相互平行的平面中被折射。

因此，一旦所述输入面将该方向赋予进入所述光导的光线，它们可以容易地被定向以在所述光导的输出处产生均匀且连续的光束。那么足以实现在光导中的并置的这样的耦合器以获得光束，不管光束的轮廓是直线型的还是弯曲的，在所述光束中光的分布沿着所述光束的轮廓是连续的且均匀的。

可以设置耦合器或所述耦合器中的至少一个以布置成使得与所述输入面中的一个相关联的平行平面平行于与其他的输入面相关联的平行平面。

然而，所述耦合器或所述耦合器中的至少一个耦合器还可以被设置以布置成使得与所述输入面中的一个相关联的平行平面相对于与其他的输入面相关联的平行平面倾斜。

这种布置是尤其有利的，这是因为其能够使得耦合器适当地遵循所述光导的曲率，并且产生均匀且连续的光束，包括在所述层片的弯曲的区域中也是如此。

有利地，所述光导还包括至少两个反射面，所述光导被布置成使得所折射的光线被直接朝向所述反射面中的一个引导，在所述反射面处，它们被直接朝向所述光导的输出面反射。

有利地，每个输入面被布置在所述平行平面中的至少一个中，以便于使在所述平面中被折射的所有光线在反射面中的一个上均匀地分布。输入面的形状可以根据光源的尺寸进行选择，以便于在所述光源被放置在预定的点处时使由所述光源发射的光在所述反射面上均匀地分布。有利地，所述输入面在所述平行平面中的至少一个中具有包括屈曲点的形状，例如S形状。作为变形例，输入面可以在所述平行平面中的至少一个中具有没有任何屈曲点的形状，诸如弯曲的段或直线段。

在实践中，虽然该输入面必须提供对上述的光线定向的功能，但是在配置所述面和尤其是获得光线的期望的布置上具有宽的自由度。

优选地，每个反射面是圆柱形的。优选地，反射面具有成直线段的母线和成多项式段形式的准线，尤其是抛物线形式的准线。在这种情形中，所述准线是在与所述层片成直角的方向上延伸。

这样的反射面使得可以在实践中使得由所述面反射的所有光线相互平行，这使得可以在所述光导的输出处获得尤其均匀的光束。

优选地，所有反射面延伸至离所述光导的输出面相同的距离处。

由所述光导产生的所述光束的均匀性和连续性因此被进一步提高。

可以对所述耦合器或所述耦合器中的至少一个耦合器进行设置以形成准直器。

优选地，所述耦合器或所述耦合器中的至少一个耦合器具有透镜，所述透镜被布置成使得在所述光源定位在所述预定点时，来自所述光源的光线直接到达所述透镜上，所述透镜直接将它们透射到所述光导的输出面上。

该透镜使得可以接收来自所述源的、没有被朝向输入面引导光线的一部分。因此改善了系统的效率。另外，由透镜产生的光束的部分可以被定位成提供由输入面产生的光束部分的连续的延伸，由此确保光束的连续性。

优选地，直接到达透镜上的来自源的光线在其中被折射成都被平行于耦合器的主轴线、朝向所述光导的输出面引导。

有利地，所述耦合器中的透镜定位在所述两个输入面之间。

可以对透镜进行设置以具有从预定点看到的凸的形状。

作为变形例，透镜可以是凸的，以增强均匀性。

优选地，所述耦合器或所述耦合器中的至少一个耦合器被布置成在所述光导的输出面处产生在与所述光束的主方向成直角的平面中为矩形形状的光束。

在一个实施例中，所述耦合器或所述耦合器中的至少一个耦合器被布置成在所述光导的输出面处产生定向在垂直于所述面或垂直于与所述面相切的平面的主方向上的光束。

在另一实施例中，所述耦合器或所述耦合器中的至少一个耦合器被布置成在所述光导的输出面处产生定向在相对于所述面的垂线或相切于所述面的平面倾斜的主方向上的光束。

可以进行设置以具有至少两个耦合器。

因此，所述耦合器中的每一个形成由光导产生的总光束的一部分，可以设置成需要尽可能多的耦合器。

优选地，至少两个耦合器彼此相同。

根据本发明，用于汽车的照明和/或信号指示装置也被提供，所述照明和/或信号指示装置包括根据本发明的光导和位于所述预定点处的源。

例如，所述源和所述光导被布置成使得由所述耦合器或所述耦合器中的至少一个耦合器所产生的光束的每单位表面积的光强在至少沿着从所述光导的输出面的中线的任何点处呈现出沿着所述线的该强度的平均值的80％至120％之间、甚至在90％至110％之间的值，该线平行于光导的主面或平行于与该面相切的平面。

这样的尤其均匀的光束可以容易地通过适合地配置光导的面和源来实现。

优选地，所述源和光导被布置成使得在所述光导的输出面处，在与所述光束的主方向成直角的平面中由所述耦合器产生的所述光束的截面的小于一半的表面源自所述透镜。

因此，由透镜产生的光束的所述部分相对于所述光束的其余部分保持小的比例。因此，透镜仅具有互补的透射作用。以这种方式，避免了在光束的中心处产生“热斑”，“热斑”是与其他位置相比呈现出尤其高的光强的斑。

优选地，所述源是发光二极管(LED)。

根据本发明的另一目的是提供包括根据本发明的照明和/或信号部分和/或装置的汽车。

附图说明

现在通过非限制性示例和依据附图对本发明的优选实施例的描述，在附图中：

图1-3是根据本发明的信号指示装置的光源和光导的透视图和前视图；

图4和5是图1中的所述装置的耦合器之一的透视图；

图6-8是显示光线的路径的图4的耦合器的平面视图；

图9是也显示光线的路径的图4的耦合器的正视图；

图10是显示由耦合器产生的所述光束的图4的耦合器的透视图；

图11是从由图1的光导产生的所述光束的前面观察的图片；和

图12-14是显示所述光导的变形实施例的类似于图7和8的视图。

具体实施方式

图1至11示出了根据本发明的汽车的信号指示装置的实施例。可以理解，本发明还适用于照明装置，或甚至适用于这样的车辆的照明和信号指示装置。

装置2包括光导4和光源6，在这种情况中光源6包括LED。光导包括耦合器8，其在这种情况下是七个，这一数量是非限制性的，使得其可以小于或大于该值。LED的数量与和它们一一对应地(bijectively)关联的耦合器的数量一致。

光导4成大体圆柱形轮廓的层片的形式，且具有两个主面10，位置彼此平行，使得所述光导具有恒定的厚度。在光导的中间部分中，两个面10是平面的。光导的两个横向端部分被弯曲返回到与中间部分相同的一侧上，以呈现出如图3所示的大体“U”形轮廓。因此，两个主面10分别是凹的和凸的。

在此种情形中，其是通过模制透明的塑料材料而制造的一体件光导。其例如是具有1.49的折射率的PMMA或具有1.59的折射率的聚碳酸酯。

光导呈现出两个场，每个场在端部部分和中间部分上延伸，且分别形成输入场12和输出场14。耦合器8形成了输入场，且从光导的一端至另一端沿着光导彼此相随。

现在给出在中间部分中延伸的耦合器中的一个的形状的详细描述。

耦合器8具有由光导的主面形成的两个平面的主面10。其还具有两个输入面16、透镜18和两个内反射面20。面22已经在图中示出，如从反射面20的一端延伸至另一端。然而，这由耦合器与光导隔离开的假象所导致。这样的面实际上是不存在的。

此处使用正交参考系X，Y，Z，其中方向X和Y平行于面10，平面XY和XZ形成了耦合器的两个对称面。

上述的面在此构成了耦合器仅有的面。在这种情形中，耦合器通常成如在平面视图中所见到的等腰三角形的形式。其具有在三角形的与其的底部22相对的点引入的凹口或开口24。该凹口由两个输入面16实现，该两个输入面16彼此面对延伸，但是在它们接近所述点时分开。透镜18提供了输入面16的两个内部端之间的连接。并且输入面在它们的外端处与各自的反射面20共享公共的边缘。

源6被定位成使得其几何中心在定位成面向两个输入面16和透镜18的预定点26处延伸。

输入面16和反射面20被构造成使得调由定位在点6处的源发射的光线产生以下效应。

如在图6和7所示，首先考虑的是，来自源的、射到输入面16中的任一个上且同时在平面XY中相对于X轴线具有同一倾角a的光线。这些光线被该面折射以直接朝向定位成面向该面的反射面20引导，以这种方式使得反射面20沿着平行于X轴线的方向反射所述光线。

另外，参考图9，通过观察在平行于Y和Z轴线的平面中的耦合器，对于每一输入面16，射入到这一面上的来自所述源的光线在都平行于X和Y轴线的平面中(也就是说平行于主面10)在耦合器内部被折射。在这种情形中，与两个面16相关联的这些平面彼此平行。为此目的，在平行于方向Y和Z的平面中的面16可以被给予透镜的轮廓，且透镜的焦点位于点26处，因此将发散的辐射折射成具有平行的光线的辐射。

另外，参考图6，在没有任何准直器的情况下，源6的光强在平面XY中作为与方向X相关的发射角a的函数而变化。在这种情形中，输入面和反射面被计算以便在轴线Y的方向上获得(尽可能地)在平行于光导的输出面14和假定的输出面22上的光强的均匀分布。

在这种情况下，中间线30被定义为平行于方向Y且在光导的面22或输出面上延伸，离两个主面10的距离相等。这确保了由耦合器所产生的光束的每单位表面积的光强在这条线的任何点上呈现出至少沿着这条线的该强度的平均值的90％和110％之间的值。以这种方式，如在图8中所图示，沿着这条线获得光强的特别均匀的分布。优选地，该性质对于平行于该条线30的这一面的所有线也是有效的。

在这种情形中，反射面20是全反射面，且在平行于方向X和Y的平面中具有抛物线或近抛物线轮廓的圆柱形形状。

透镜18使得可以接收来自所述源的朝向输出面引导且未被输入面接收的辐射。这就是在关于变化的实施例的图14中所示出的。来自源直接到达透镜上的光线在其中被折射成都被平行于轴线X朝向光导的输出面引导。因此，由透镜产生的所述光束的部分确保了由反射面20产生的两个光束部分的连续性。透镜的焦点定位于点6处。源和光导被布置成使得在与所述光束的主方向成直角的平面中，由耦合器产生的所述光束的截面(或部分)的表面积的不足一半源于透镜。

如图10所示，因此耦合器形成了准直器，该准直器在耦合器的输出处产生在与方向X成直角的平面中矩形截面的准直光束，该方向X构成了所述光束的传播方向。该截面中的光强的分布在两个方向Y和Z上是均匀的。在此将观察到，如果假定上述说明的光线的路径，则这些光线都通常不射到主面10中的一个上。

因此，这种类型的三个耦合器被实施，在光导4的中间部分中并排地延伸。

在假定了在这些点处的所述层片的曲线的情况下，在光导的末端部分中延伸的四个耦合器被形成为略微不同的。这些耦合器中的每个与在图4-10中所显示的情形的不同在于平面XY不再形成对称平面的事实。每个由输入面16所形成的耦合器的两个半部、透镜18的一半和反射面20(都位于轴线X的同一侧上)在下文被考虑。在末端区域的耦合器中，所述两个半部相对于彼此倾斜，好像前一耦合器已经通过围绕轴线X的枢轴“旋转”所述两个半部而被修改。通过对比，在中间部分的耦合器中，该两个半部相对于平面XZ彼此是对称的。除与输入面中的一个相关的平行平面相对于与其他的输入面相关联的平行平面倾斜之外，输入面和反射面的定义和性质保持不变。另外，这些面现在由截断它们的主面的弯曲部分限制。

这些弯曲的耦合器因此还产生了光束，该光束在平行于方向Y和Z的平面中的截面中呈现出均匀且连续的光强分布，该截面此时是弯曲的。

在本示例中，除输入面16被主面10的限制之外，输入面16都彼此相同。这同样适用于反射面20。

光导的厚度等于每一耦合器的厚度。另外，耦合器定位成使得点6都延伸至距离输出面14相同的距离处。这同样适用于在该面和每个反射面20之间延伸的所述距离。在这种情形中，耦合器定向在所述光导的突出或挤压方向上。

包括这种类型的多个耦合器的信号指示装置使得可以产生如在图11中所图示的光束32，其都沿着其所形成的线(尤其是在弯曲的部分中)呈现出好的连续性和好的均匀性。

在图12至14所图示的变形例中，输入面和反射面被修改成使得由反射面反射的光线在与输出面相遇之前定向在同一主方向D上，之后在该面的输出处定向在同一主方向D’上。这两个方向D和D’相对于轴线X倾斜，且在平行于方向X和Y的平面中被标出。因为方向D相对于轴线X是倾斜的，所以方向D’在假定在输出面跃变处发生折射的情况下更是如此。该变形使得可以尤其是补偿光源相对于轴线X的主轴线的任何倾斜。输入面在此处在平行于方向X和Y的平面中是“S”形的，以进一步增加光强的均匀性。在此处，其具有双曲线轮廓的轮廓形状。

例如，所述光导能够具有在25和35mm之间的长度和/或宽度。

本发明可适用于平坦的或弯曲的光导。

显然，在不背离本发明的框架的情况下可以对本发明进行诸多修改。

虽然在此输出面14具有平面形状，但是可以在平面中或在彼此成直角的两个平面中使该面具有弯曲的形状。因此，相切于该弯曲的面的平面和垂直于该平面的方向则不得不被考虑成表示来自每一耦合器的所述光束的主方向的方向。

在输入面和反射面不具有简单的整体形状或几何定义的情况下，输入面和反射面中的每一个可以被逐部分地定义，从而为由耦合器产生的光束赋予期望的性质。