用于机动车的照明装置、照明系统和机动车的制作方法

本发明涉及一种用于机动车的照明装置、一种照明系统以及一种机动车。

背景技术：

1、在机动车上的灯具或照明器件的像素化的或分段的功能面的构型用于通过各个区段/像素的不同的单独的切换来限定和提供所期望的照明签名或显示附加的信息内容(例如数字、文本、象形图)。因此在机动车的使用寿命期间可以开发新的内容或光签名并且提供给车主/驾驶员，而不必分别开发新的灯。

2、由de102016119326a1已知一种对应的照明装置，所述照明装置此外根据权利要求1的前序部分构造。

3、由一般的现有技术已知如下具有发光二极管的显示器，其也被称为“led显示器”或“led面板”。led显示器具有rgb-led的矩阵布置结构，其主要由广告或作为贸易展览会和音乐会上的视频墙已知。rgb-led是光通量很弱，因此在汽车领域中，利用这样的led显示器不能以相应有限led数量来实现法律上要求的光强。此外，这种led显示器的操控一般通过视频接口、例如hdmi来进行，所述视频接口在汽车中不被使用，特别是因为这种视频信号不适用于或者不足够适用于操控灯具和功能。此外，这些led显示器的缺点是发光二极管在矩阵中的像素化布置。观察者在每个led部位处看到亮点并且仅通过非常窄的间距和相应的高分辨率以及从近的观察距离出发才使得清晰的图像对于观察者是可见的。因此在这种led面板中，当前已经将相邻的发光二极管的间距设置为小于2mm或者追求1mm或更小的距离。

4、为了在汽车应用中产生法定要求的用于红色尾灯的4cd的最小光强、用于黄色行驶方向指示器的50cd(ece)或130cd(sae)的最小光强和用于红色制动灯的60cd(ece)或80cd(sae)的最小光强以及用于白色日间行驶灯的400cd(ece)或500cd(sae)的最小光强，要使用具有较高的工作电流和光通量以及汽车规范的发光二极管，并且使用最佳地利用发光二极管的光通量的光学系统，由此即使在较少数量的像素/区段的情况下也能够生成制动灯或行驶方向指示器，并且以存在的分段的矩阵显示面能够开发和允许相应不同的光签名。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种与现有技术相比改进的照明装置，所述照明装置优选地在光签名的显示的设计中具有特别高的自由度。更优选地，所述照明装置具有成本有利的并且紧凑的结构型式。

2、上述目的通过各权利要求的主题来实现。特别是，所述目的通过根据独立权利要求1的照明装置、根据并列的权利要求11的照明系统以及根据并列的权利要求13的机动车来实现。本发明的进一步优点和细节由从属权利要求、说明书和附图给出。在此，结合根据本发明的照明装置公开的特征和细节自然也适用于结合根据本发明的照明系统以及根据本发明的机动车，并且反之亦然，从而关于各个发明方面的公开内容始终相互参照或者能相互参照。

3、根据本发明的第一方面，开头提到的目的通过一种用于机动车的照明装置来实现，其中，所述照明装置特别是构造用于光签名显示或用于显示光签名。所述照明装置具有电路板、光学层和反射器元件，所述电路板具有多个布置在所述电路板上的用于发出光的发光二极管。反射器元件布置在电路板与光学层之间。反射器元件具有多个部段，所述反射器元件划分成所述多个部段，其中，每个发光二极管与一个部段相配设，使得由发光二极管发出的光能在反射器元件的所述部段上反射以及优选被界限并穿流过光学层。根据本发明，在一个部段中布置有至少两个发光二极管。

4、电路板优选地具有多个导体电路，发光二极管可以经由所述导体电路与用于控制照明装置的控制单元电耦联。发光二极管优选构造为直接发射的发光二极管。优选地，发光二极管紧固在电路板上、例如经由用于与导体电路电耦联的焊点紧固在电路板上。

5、反射器元件构造用于反射并且优选界限由发光二极管发射的光。为此，反射器元件划分成多个部段，根据本发明，在一个部段中布置有至少两个发光二极管。根据本发明，也可以在一个部段中布置有多于两个发光二极管。例如，发光二极管可以构造为微型led。所述两个发光二极管优选紧凑地并排设置、例如直接接触地设置。这具有如下优点：两个或多个发光二极管比一个共同的光源更容易被感知，并且为此对光学层的要求较低。还优选的是，在多个部段中设置有两个发光二极管。在本发明的范畴内可以规定，在一个或多个部段中仅布置有一个发光二极管。备选地或附加地，根据本发明可以规定，在一个或多个部段中可以布置有三个或更多个发光二极管。

6、根据本发明，多个部段可以分别组合成在反射器元件上以行和列的形式重复的布置组件。具有其相应的形状的部段的这样重复的布置组件允许特别多样的设计和对不同光签名的显示。特别地，所述布置组件可以具有与各部段对应的形状，由此特别是意味着，多个部段可以分别组合成一个新的形状、特别是与部段的形状不同的形状。例如，布置组件可以分别具有矩形形状或蜂窝形状。特别地，在三角形的部段形状的情况下，所述布置组件可以是矩形的、特别是正方形的，并且在六边形的部段形状的情况下，所述布置组件可以是蜂窝形的。例如，每四个三角形的部段可以组合成一个矩形形状。相应地，发光二极管也可以对应于此地设置在电路板上。因此，电路板可以具有每八个发光二极管的布置组件的重复图案。所述布置组件可以例如描述为o形布置组件，其中，四个发光二极管可以通过假想的圆彼此连接。

7、布置在一个部段中的发光二极管可以例如具有相同的颜色。优选地，布置在一个部段中的发光二极管构造为可单独切换的。在一个部段中使用多个发光二极管具有以下优点：能提供更高的光功率，使得传统照明装置相比，根据本发明的照明装置对于每个部段具有更强的光强度并且因此在照明装置的整个辐射面上也具有更强的光强度。

8、为了使由发光二极管发出的光以及由反射器元件反射的发光二极管的光通过，照明装置具有光学层。光学层优选构造用于实现光学效果、例如光的集束和/或光的散射和均匀化和/或光的偏转等。例如可以规定，光学层在其正侧和/或背侧具有光学散射元件。作为光学散射元件可以例如设置垫形光学器件(kissenoptik)或微型光学器件或者衍射性的漫射器结构或微结构、或者在最简单的情况下设置侵蚀结构或蚀刻结构。

9、光学层优选地构造为光学上分段的光学层，所述优选地与反射器元件的部段相匹配。进一步优选地，所述分段匹配于发光二极管相对于光学层的位置。特别优选地，光学层构造为在一个部段中实现尽可能均匀的光发射分布，使得该部段对于观察者而言可以感知为均匀的光源。因此，光学层优选地构造为，使得对于部段的观察者而言无法识别在该部段中布置有多少个发射光的发光二极管。特别优选地，所述光学层对于多个部段或对于所有部段具有这样的构型。光学层可以附加地具有着色，一方面以便产生较低的透射率或提供确定的颜色印象。此外，光学层可以在正侧具有覆层、例如喷镀部，以用于在为照明装置保留透射的情况下产生镜面效果。

10、也可行的是，部段具有条纹光学器件或者说在部段中构造有条纹光学器件。在此，可以在所述部段或反射器元件的每个表面或反射器壁上分别设置有条纹光学器件。条纹光学器件(其也可以称为槽沟光学器件(riffeloptik))可以散射发光二极管光的直接表面反射并且因此抵消在照明中光的集中呈现，以避免热点。

11、照明装置构造用于机动车特别是意味着：照明装置适合在机动车中使用。尽管如此，根据本发明的照明装置的其他应用领域也是可设想的并且是可行的。然而，机动车的应用领域是特别优选的。因此，所述照明装置可以特别是机动车照明装置。例如，所述照明装置可以构造为尾灯、附加灯、前灯(frontleuchte)、前照灯(scheinwerfer)等。

12、根据本发明的优选的进一步改进方案，在所述反射器元件的多个部段中或所有部段中布置有至少两个发光二极管。在此根据本发明可以规定，在所述反射器元件的多个部段中或所有部段中布置有多于两个发光二极管、例如三个发光二极管。根据本发明特别优选的是，在反射器元件的所有部段中布置有至少两个发光二极管。因此能够在照明装置的整个辐射面上实现特别均匀的且高的光强度。

13、优选地，布置在一个部段中的发光二极管具有不同的颜色。在本发明的范畴内这理解为：发光二极管构造用于发射具有彼此不同的波长的光。第一发光二极管可以例如构造用于发射具有第一波长的光，并且第二发光二极管可以例如构造用于发射具有与第一波长不同的第二波长的光。通过在一个部段中的各发光二极管的单独可切换性，因此能够有针对性地影响各个部段的发光颜色。根据本发明可以规定，一个或两个发光二极管构造为多色的发光二极管。在本发明的范畴内，多色的发光二极管被理解为如下发光二极管，所述发光二极管构造用于在不同波长的光谱上发射光。因此利用多色的发光二极管能有针对性地交替地发出不同颜色的光。优选地，在一个部段中，一个发光二极管构造为多色的发光二极管并且另一个发光二极管构造为白色的发光二极管。根据本发明可以规定，在部段中存在三个发光二极管的情况下，这三个发光二极管具有不同的颜色。

14、进一步优选地，光学层具有漫射膜或漫射片。所述光学层优选地构造为漫射膜或漫射片。漫射膜应理解为能在反射器元件前张开的层、例如在反射器元件、照明装置的壳体、辅助框架等上。在此优选地，漫射膜具有相对高的柔性或者说弹性。漫射膜优选具有漫射结构和/或微型光学器件等。与通常具有超过2mm的壁厚的传统光学器件片相比，漫射膜具有显著更小的壁厚，所述壁厚优选小于1.2mm、特别是小于0.5mm。可以通过漫射膜显著减少或很大程度上避免光传导效应，所述光传导效应在相对较厚的光学器件片内尤其明显并且使得被照明部段与相邻的未被照明部段的对比度恶化。因此，利用漫射膜能实现更好的对比度并且因此能够为照明装置的观看者提供改善的、更清晰的显示。

15、优选地，所述光学层具有多个彼此相叠布置的漫射膜或漫射片。漫射膜或漫射片优选地具有彼此互补的漫射结构和/或微型光学器件等。在此范畴内，两个彼此相叠布置的漫射膜是优选的。备选地也可以根据本发明设置三个或更多个彼此相叠布置的漫射膜或漫射片。优选地，彼此相叠布置的漫射膜或漫射片具有不同的壁厚。下部的例如构造为载体膜的第一漫射膜可以例如为了提供基本稳定性而具有比布置在第一漫射膜上的第二漫射膜更大的壁厚。备选地或附加地，漫射膜或漫射片还可以具有不同的材料和/或纹理等。因此，能够在确保足够的强度的情况下以有利的方式减小光学层的总壁厚。

16、所述光学层优选具有在0.2mm至1.2mm之间的壁厚。所述光学层特别优选地具有在0.2mm至0.5mm之间的壁厚。在两个彼此相叠布置的漫射膜中，第一漫射膜优选具有在0.1mm至0.5mm之间的壁厚，并且第二漫射膜具有在0.1mm至0.2mm之间的壁厚。通过这样小的壁厚能够进一步降低光传导效应。以这种方式能够实现改进的对比度，并且因此能够为照明装置的观察者提供改善的更清晰的显示。

17、备选于漫射膜，也可以使用壁厚在0.5mm至1.2mm之间的薄壁的喷镀的光学器件片。

18、根据本发明可以规定，所述照明装置具有栅格罩，所述栅格罩将各所述部段彼此界限开。栅格罩优选地具有多个布置成结构的栅格元件、例如栅格条。栅格元件优选构造为不透光的。栅格元件可以例如是黑色的。通过栅格罩的栅格元件可以实现，将各部段在照明装置的冷外观和暖外观中更好地彼此界限开，以便改善可显示的光签名的光学感知。光学层优选布置在反射器元件与栅格罩之间。栅格罩的栅格结构优选(例如通过整数的缩放因子而)相应于反射器元件的分段或者至少匹配于反射器元件的分段，从而反射器元件的例如多个、优选全部的部段可以与栅格罩的一个栅格部段相配设，或者栅格罩的多个、优选全部的栅格部段可以与反射器元件的一个部段相配设。

19、优选地，栅格罩构造为金属板、膜和/或注射成型件。作为金属板特别是可以使用薄的金属板、例如壁厚在0.1mm至0.5mm之间的金属板，所述金属板可以为了在部段的区域中产生开口而被激光切割或电火花切割。然后，所述金属板可以在组装中被夹在照明装置的光学层与壳体框架或壳体之间，或者被粘入或拧入壳体框架中。所述膜可以例如被印刷或粘接。所述膜或粘接膜可以印刷有栅格或栅格条并且在组装中被夹在光学层与壳体框架之间。优选地，膜粘接到光学层上。作为注射成型件可以特别是使用2组分注射成型件。在此，栅格罩可以例如作为第二黑色组分注射到光学层上。

20、优选地，所述照明装置具有壳体。所述壳体优选具有壳体框架。根据本发明，所述壳体框架可以一件式或多件式、特别是两件式地构造。在壳体中可以容纳有电路板、反射器元件、发光二极管和光学层。此外，栅格罩也可以容纳在壳体中。壳体的背侧可以设置有紧固元件、例如螺纹凸台。

21、此外可以规定，在所述发光二极管与所述光学层之间的距离小于15mm、优选小于12mm，更优选小于10mm并且特别优选小于8mm。作为下限，所述距离可以例如是至少2mm、特别至少4mm并且进一步特别是至少6mm。因此提供一种特别紧凑的照明装置，所述照明装置特别是具有小的厚度。

22、根据本发明的优选实施方式，所述部段可以具有三角形、矩形、五边形或六边形的形状或具有其他多边形的形状。形状特别是指部段的横截面，或者所述形状在反射器元件上对部段的俯视图中可见。相应地，可以照亮在光学器件片上的如下区域，所述区域具有相应的部段的形状，即三角形的发光形状、矩形的发光形状、五边形的发光形状或六边形的发光形状。由此可以借助于照亮多个部段来通过照明装置显示不同的光签名。特别是在三角形的部段的情况下能实现对不同的光签名的控制的特别高的自由度。

23、在三角形的部段的情况下，例如每个部段特别是具有三个反射器面或反射器壁，所述反射器面或反射器壁在其侧部彼此连接。所述部段在其中部可以分别具有两个开口。开口靠近与该部段相配设的发光二极管，以便允许所述发光二极管的光射入。另一个开口靠近光学器件片或者说远离发光二极管，以便在反射器元件的部段的反射面上反射的光能照射到光学器件片上。在此，靠近发光二极管的开口特别是小于靠近光学器件片的开口。因此，可以特别是设置沿从光学器件片向发光二极管的方向变小的或会聚的部段。因此，就其主体或体积而言，所述部段也可以描述为漏斗形或金字塔形，在金字塔形状的上部和下部具有相应的开口。

24、如果所述部段例如构造为三角形的，则每个部段在此特别是具有三个反射器面或反射器壁，所述反射器面或反射器壁在其侧部彼此连接。在其他的形状中，所述部段可以相应地形成更多反射器面。所述部段在其中部可以分别具有两个开口。开口靠近与该部段相配设的发光二极管，以便允许所述发光二极管的光射入。另一个开口靠近光学器件片或者说远离发光二极管，以便在反射器元件的部段的反射面上反射的光能照射到光学器件片上。在此，靠近发光二极管的开口特别是小于靠近光学器件片的开口。因此，可以特别是设置沿从光学器件片向发光二极管的方向变小的或会聚的部段。因此，就其主体或体积而言，所述部段也可以描述为漏斗形或金字塔形，在金字塔形状的上部和下部具有相应的开口。

25、根据本发明的第二方面，开头提及的目的通过一种用于机动车的照明系统来实现，所述照明系统具有一个或多个根据本发明的第一方面的照明装置和用于控制所述一个或多个照明装置的光签名显示的控制单元。

26、经由控制单元或控制单元的电子器件可以优选可变地控制照明装置，以便显示不同的内容。优选地，控制单元构造用于有针对性地彼此分开地或单独地控制照明装置。特别优选地，所述控制单元构造用于有针对性地控制照明装置的各个发光二极管。控制单元在此可以设置用于控制多个照明装置中的至少两个照明装置以用于显示共同的光签名。

27、在本发明的范畴内，内容理解为在照明装置中的例如线状或带状或面状的发光面，其中，线状或带状的光签名也可以形成具有一种或多种方向变化(拐点)的走向(verlauf)。以便提供法律要求的信号功能、例如日间行车灯、行驶方向指示器、刹车灯或尾灯或位置灯。此外，内容理解为单独的象形图和标志、例如交通中的交通标志或辅助标志，如右箭头、指示箭头、行人的图像或警告通知，例如以用于紧急制动，以形成救援车道或在故障情况等中。可以借助于通过各发光二极管或部段中的多个发光二极管或部段进行的相应照明来表示的这样的内容理解为在本发明的范畴内的光签名。这种光签名可以构造为静态的或动态的光签名。静态的光签名是指不随时间变化的光签名。动态的光签名是指随时间变化的光签名。

28、当前，共同的光签名在此理解为，所述至少两个照明装置的光签名彼此协调，以便借助于照明装置的发光二极管显示相同的或彼此协调的内容。

29、优选地，布置在照明装置的一个部段中的发光二极管具有不同的发射颜色，其中，所述照明系统构造用于提供多个不同的光信号。通过不同的发射颜色、例如红色、绿色、黄色、蓝色、白色等，使得能够改善照明符号的可显示性。因此，通过发光二极管的有针对性的单独的可控制性，可以在各个部段中实现多种不同的颜色。

30、根据本发明的第三方面，前面提及的目的通过一种机动车来解决，所述机动车具有根据本发明的第一方面的照明装置或根据本发明的第二方面的照明系统。

31、优选地，各所述照明装置沿着机动车的弯曲曲线布置，各个照明装置具有不同的安装角度，所述安装角度分别匹配于相应的照明装置沿着所述弯曲曲线的位置。

32、整个照明装置的模块化构造能实现有利地将各个模块匹配于车辆前部或后部的弯曲走向，使得在各模块在尺寸方面相应协调的情况下，能够直接相互排列以形成一个弯曲的照明装置，其中，所有各个模块可以集成并保持在一个共同的壳体中。此外，模块化构造在损伤的情况下、例如在一侧的故障损伤后或在一个电路板上的一个或多个led失效的情况下是有利的，因为仅需要替换或更换实际受损的模块或部件(例如电路板)以进行维修。这特别是从经济学和保险技术的视角来看是有利的，以及从可持续性和资源保护的方面对于回收设计来说是有利的。