專利名稱：用來產生帶狀照射面的機動車照明設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有光模塊的機動車照明設備，該光模塊用來產生帶狀照射面且具有伸長的、顯示為縱向的光導體，該光導體具有沿著光導體的縱向X成排設置的多個分離元件。
背景技術：
這樣的機動車照明設備實質上是已知的。該光模塊用于實現例如日間行車燈、尾燈、閃光燈、定位燈等等的光功能，且該光模塊用作單獨照明單元，例如為在車外后視鏡中或擋泥板上的附加閃光燈、高位設置的剎車燈或獨立的日漸行車燈，或該光模塊用作在前照燈和/或后照燈中集成的光模塊。出于設計原因，在此經常期望帶狀照射面在空間中三維地彎曲延伸。作為例子，參考例如由一些機動車制造商使用的日間行車燈環以及縱向彎 曲延伸的日間行車燈-光輸出平面。
光導體是已知的透明固體，光可憑借該固體通過彎曲的路徑進行引導至。在光導體內部傳播的光在光導體的邊界面經歷全內反射，通過該全反射將光反射回光導體的內部。根據角度的大小，光以此角度入射到邊界面上，可代替于全內反射而出現光的透射，因此該光從光導體中分離。該角度在此與邊界面的垂直線有關。當該角度大于臨界角時發生全內反射，而當該角度小于臨界角時發生透射。在現有技術中，光導體的作用是，將光源的在光導體的一個位置上耦合到光導體中的光傳輸到光導體的多個在空間中三維分布的點上。光憑借分離元件的幫助在這些點上分離，從而憑借發出的光來產生預定的光分布。預定的光分布例如為法定的光分布。通常使用棱鏡來作為分離元件，該棱鏡作為正片從光導體的表面凸出，或作為負片在光導體的表面中成型。在此應這樣實現該分離棱鏡將入射到其上的光通過全內反射在光導體內部這樣偏轉，即偏轉的光當下次到達光導體的邊界面時在那里以一個角度出現，在那里以該角度不再全反射，而是分離。然而在實踐中，對于在分離元件自身上出現的光的很大部分來說，已經不能再滿足該條件了。作為結果，該光以不期望的方式已經穿過棱鏡的反射面發出，且因此為了產生理想的光分布而丟失。為了補償該損失，必須將更多的光耦合到光導體中，其比有助于最終產生期望的光分布的光更多。因此導致低下的效率，在此將該效率理解為最終到達期望的光分中的耦合光的極小部分。該低下的效率導致，需要使用較高的能源來獲得預定的光分布。由此產生較高的照明用具的成本。作為用于光導體的照明用具，通常使用半導體光源，特別是發光二極管。當在半導體光源中使用較高的能源時，導致必需使用與在使用較低的能源時所需的冷卻體相比相對更多的冷卻體。該冷卻體通常由重金屬、貴金屬組成，從而該低下的效率還伴隨著不期望的高重量和不期望的高成本。此外，已知的具有棱柱形分離元件的解決方案還具有以下缺點光導體的不同區域顯現出不同的亮度且在側視圖中呈現為有污點的外觀。此外，限制了設計自由度。在光導體的長度上實現變化的或縮小的照射面的寬度，是特別困難的。同樣受到限制的是，必須這樣來選擇光源的位置，使得在光導體中傳播的光在較后的傳播方向中具有組分。光模塊同樣是已知的，在該光模塊中光憑借光導體的幫助傳輸且在光導體的確定地點分離，其中該分離的光憑借反光鏡穿過光導體來照射。作為外觀理想的照明帶的寬度在此受光導體寬度的限制。在此同樣不利的是，很難在光導體的長度上實現照明帶的寬度的變化或縮小。同樣不利的是，在光導體的由反光鏡發出的穿透照射中，當光到達光導體時以及從光導體離開時都會出現不可避免的菲涅爾損失。此外在不利的橫截面由于折射還會產生其他損失。作為使用光導體來傳輸光的替代品，已知的是，在三維空間中分散地設置多個光源，特別是半導體光源，例如發光二極管。每個光源通常配有獨立的附加鏡頭，該附加鏡頭應將光源的光轉化成預定的光分布。這種方案不利的是，需要多個零部件。這些零部件必須局部地反光蒸鍍。此外對于三維接觸必須有柔性電路板。因此整體產生高成本。另一缺點在于，產生更確切地說離散分布的照明點，來代替照明帶的理想外觀。

發明內容
在此基礎上，本發明的任務在于，提供一種照明設備，其不具有所述缺點或這些缺點至少實質上更弱。該任務通過權利要求I的特征解決。因此相對于上述現有技術，本發明的特征在于，光模塊具有槽狀的反光鏡，該反光鏡在光導體的縱向X上沿著光導體延伸且由成排的分離元件照射，其中反光鏡的大多數由分離元件照射的點由多于一個分離元件照射。相對于已知的具有棱柱形分離元件的光模塊，區別在于，本發明中的光導體不用來憑借發出的光來直接實現例如法定的光分布。在本發明中，該光導體主要用來將由光源耦合的光傳輸到在空間中三維分布的點上。根據本發明，在這些點上從光導體中分離出來的光憑借槽狀反光鏡的幫助偏轉且以期望的方式分布。本發明在上述光分布中規定了光分離和光偏轉的去耦合。分離元件通過該去耦合可關于分離效率進行優化，即關于避免損失。結果是改善了效率。與同樣已知的解決方案相比(此方案為每個分離元件都設置有單個的反光鏡)產生以下區別，本發明設置有連續的槽狀反光鏡，其在幾乎每個主要由一個分離元件照明的地點隨后都由多個分離元件照明。僅僅在成排的分離元件中斷或中止的地方才出現不由多個分離元件照明的地點。因此，這些地點例如在槽狀反光鏡的末端產生。除了這樣的末端區域，連續的槽狀反光鏡在每個主要由一個分離元件照明的地點都由多個分離元件照明。在此，該照明基于構造的幾何形狀從不同的分離元件開始以不同的入射角在反光鏡的確定地點強行產生。因此在該確定地點也產生不同的出射角，從而在光導體和槽狀反光鏡的縱向X上出現某種程度的散射效應。與此相對，在槽狀橫截面的平面更確切地說產生成束效應。通過該成束效應有利的是，光模塊的外觀類似于照明帶。通過在其他空間方向上的散射效應，改善了照明帶在該空間方向上的的均勻照明，這同樣有助于獲得理想外觀，作為盡可能均勻的照明帶。
與已知解決方案的區別在于，在已知的解決方案中使用在空間中三維分布的光源，而在本發明中傳輸光來代替電流。這在整體上使零部件更少，且特別地不需要昂貴的、柔性電路板。因此，在整體上成本較低，與已知解決方案的照明點相比產生了更均勻的、形式為照明帶的外觀。其他的優點在于，根據本發明的照明設備同樣可在與光導體中傳播的光的方向不同的方向上反射光。因此克服了常規照明設備的大弱點，此常規照明設備借助光導體無反光鏡地工作。通過在機動車前部區域中箭頭指向的和傾斜的車身，存在以下可能，即所有光線在光導體內或多或少地指向行駛方向。但光導體的光可在分離時僅受限地偏轉。沒有額外的反光鏡，該換向總計最大大約90度至100度，其中該角度自身由光導體引導線至分離的光線夾緊。接著角度值從上述區域的偏轉不足以使該光偏轉到行駛方向。一個優選設計方案的特征在于，反光鏡垂直于反光鏡的縱向X超過光導體的尺寸向外凸出。由此，由反光鏡反射的光部分地經過光導體進行反射。因此該由反光鏡反射經 過光導體的光沒有遭受伴隨著反復進入和反復離開的菲涅爾損失。該菲涅爾損失僅在由反光鏡反射的光的較小部分中出現，其一如既往地垂直于光導體的縱向X穿過光導體進行反射。一個其他的按設計方案的特征在于，分離元件為長方體形。通過該長方體形，分離元件的分離平面設置為垂直于光導體的縱向X。在光導體中傳播的光在此以與垂直線較小的角入射到分離平面上，且在此高效地分離。由此，提升了效率，且能夠以與現有技術相比數量減小的光源和冷卻體群獲得預定的光分布。因此由于節省光源和冷卻體群，實現了重量優勢和成本優勢。槽狀反光鏡在一個設計方案中這樣形成且相對于光導體這樣設置，即其收集通過分離元件分離的光，并且使該光成束到與光導體的縱向X垂直的平面中。通過成束到與光導體的縱向X垂直的平面中，構成了預定的光分布，主要通過過反光鏡，次要通過過分離元件。由此分離元件能夠考慮到盡可能高的分離效率來優化。將盡可能高的分離效率理解為，分離光的盡可能大的部分到達槽狀反光鏡。同樣優選的是，槽狀反光鏡在與光導體的縱向X垂直的平面內具有拋物線截面。在此優選補充的是，槽狀反光鏡和光導體彼此相對這樣設置，即拋物線截面的焦點位于分離元件的分離平面的中間。由此，由反光鏡反射到期望的光分布中的光在很大程度上實現了平行。從從屬權利要求、說明書和附圖中得出了其他優點。可以理解的是，上述和下述還將要描述的特征不僅可用于各自給定的組合中，也可以用于其他組合中或單獨使用，而不會脫離本發明的范圍。


本發明的實施例在附圖中示出，且在以下的說明書中進一步描述。其中分別以示意圖的形式示出圖I作為本發明技術領域的機動車的照明設備；圖2根據本發明的照明設備的光模塊的設計方案；
圖3圖的光模塊的光進入側的俯視圖；圖4光模塊的側視圖和俯視圖；圖5穿過具有分離元件和轉向后視鏡的光導體的縱剖面圖；圖6穿過光導體的縱剖面圖，其具有長方體形分離元件和劃分成小反光鏡元件的轉向后視鏡；圖7示出反光鏡的三個視圖，該反光鏡兼有參考圖3和6示出的反光鏡的特征；圖8根據本發明的照明設備的光模塊的光分布以及產生該光分布的反光鏡的三個視圖；圖9示出長的、彎曲的反光鏡與由此產生的光分布的部段； 圖10具有拋物線截面的槽狀反光鏡的基本形狀和旋轉拋物面的滲透；圖11特別設計的單獨反光鏡平面的倍增；圖12寬度太小的單獨反光鏡平面的不利效應；圖13選擇得太大的單獨反光鏡平面的不利效應；圖14寬度選擇正確的單獨反光鏡平面的有利效應；圖15多個單獨反光鏡平面組合成一體的反光鏡；圖16圖15中的其基本形狀為一如既往的為槽狀的反光鏡與反射到其上的光的光分布；圖17圖表，其中這樣的反光鏡的反射光的亮度由反射角來描繪；圖18穿過其他設計方案的光導體的橫截面；以及圖19圖18中的光導體以及由兩個拋物線橫截面組成的反光鏡。
具體實施例方式圖I在前視圖中詳細示出了具有殼體12和光輸出開口的機動車照明設備10，該光輸出開口由透明防塵蓋14遮蓋。在防塵蓋14后方為設置在殼體12內部的光模塊16。該光模塊16具有縱向延長的光導體18，并具有在圖I的正面視圖中在視線方向上位于光導體18后方的槽狀反光鏡20。照明設備10在圖示的實施例中為日間行車燈、單獨的閃光燈、高位設置的剎車燈或滿足其他信號功能的燈。在一個替代的設計方案中，光模塊16也可與前照燈光功能集成到前照燈中。就這點而言，根據本發明的照明設備可以是前照燈或燈具。前照燈用于照亮車道或車道上未照亮的物體，而燈具具有以下功能，即提醒其他交通參與者注意機動車或機動車的行為。X是光導體18的縱向方向。Z是照明設備的主要反射方向，I是垂直于縱向方向和主要反射方向的方向。圖2示出了根據本發明的照明設備10的光模塊16的設計方案。光模塊16具有伸長的、顯示為縱向X的光導體22，其具有沿著光導體22的縱向X成排設置的多個分離元件24. 1、24.2、……24.n。在此將伸長的光導體理解為這樣的光導體，即其長度總計為其寬度和其高度的許多倍。倍數優選大于5。光源28這樣設置在光導體22的光入射平面30上，即它的光通過光入射平面30耦合到光導體22中，且接著在以光導體22為形式的光導體22內位次傳播到分離元件24. I、24. 2、......24. η。一部分光分別在分離元件24. I、24. 2、......24. η上從光導體22分離，且偏轉到槽
狀連續的反光鏡20上。此槽狀反光鏡20通過其形狀、結構和表面紋理使得入射在其上的光偏轉到例如法定的光分布中。在此表面優選實現為鏡反射的。單獨的光線26表示由反光鏡20反射的光。圖3示出了圖2的光模塊16的光入射側的俯視圖，且說明了借助5個光線32. I、32. 2、……、32. 5的偏轉，該偏轉從唯一的分離元件24以不同的角度去耦合且由反光鏡20偏轉。反光鏡20在此以兩種不同的方式工作。在光導體22的縱向X上，其在根據圖I的實施例中相當于X-方向，光導體22更確切地說離散地工作。在該方向中，從不同的分離元件24. I至24. η發出且離散的反射光疊加成光分布，其從與ζ_方向相反的視線方向看是均勻的。該Z-方向相當于光模塊16的主要反射方向，即反射最強的方向。與此相對，槽狀反光鏡20由于其槽狀而垂直于縱向X，并且還垂直于主要反射方向ζ成束地生效。因此在該方向上，在此產生更確切地說窄的光分布。整體上，產生在光導體22形狀的縱向X上依次延伸且照亮的照明帶的外觀，該照明帶的寬度垂直于縱向X且垂直于主要反射方向ζ(即y-方向)通過槽狀反光鏡20的成束效應來確定。
此外，圖3特別地示出了在光導體22的光入射平面30前方的光源28。光源28優選為半導體光源，即特別地為LED (發光二極管)或由多個LED組成的結構。從光源28耦合到光導體22的光基本垂直于紙平面移動穿過光導體，直到其到達長方體形的分離元件24的一個上，且在該位置折射地從光導體輸出。由于光輸出平面在長方體形的分離元件24上基本垂直于在光導體22中傳播的光的主要傳播方向，因此該分離具有非常高的效率。這與在常規光導體中的情況相比是有利的在那光分離憑借在棱鏡上的全反射而開始。因為光線的重要部分始終不能滿足在棱鏡上全反射的條件，因此該部分以不期望的方式穿過棱鏡的反射表面輸出，且因此不能實現原本的目標，即產生預定光分布。在長方體形的分離元件中，垂直于X軸的分離平面是特別重要的。由于光線盡可能不到達上覆蓋面且不到達與分離平面相對的側面，因此可自由選擇其形狀，只要光線仍然不到達其上一樣(這對于工具脫模是有用的)。分離元件的兩個側面最好應與分離平面成90°的角度。達10°的小偏差，更好為5°的偏差是可以承受的。僅有較少的光到達該平面，且該光線保持較小的角度變化；這對于工具脫模同樣是有用的。圖3進一步示出了槽狀、拋物線形的反光鏡20。該拋物線反光鏡20的焦點優選約位于分離元件的分離平面的中間。這意味著，分離的光32平行于拋物線的對稱軸反射。當分離元件24的尺寸與拋物線的焦距相比非常小的時候，這一點無論如何都適應，尤其當其尺寸小于拋物線的焦距的1/10時。如果分離元件24的尺寸較大，則光線從反光鏡20的邊緣區域延伸到達與拋物線焦點較遠的距離，且因此不再精確平行地指向。這在許多情況下都是絕對期望的效果，因為法定光分布具有典型地為10度的一定寬度，通過邊緣光線來照亮該寬度的邊緣。其他的優點是，整個系統通過此不再精確指向的邊緣光線而相對于非精密制造或非精密安裝的部分是不敏感的。因此圖3特別地示出了光模塊16，其槽狀反光鏡20這樣形成且相對于光導體22這樣設置，即它將通過分離元件24分離的光聚集起來，且在與光導體22的縱向X垂直的平面(x-y平面)中成束。在此將成束理解為光束的張角的減小。該張角的減小同樣發生在通過拋物線橫截面產生的在反射之前在反光鏡20上分離的光束的并行中。在此將該并行同樣理解為光束。圖4a示出了光模塊16的側視圖，在該光模塊中反光鏡20位于光導體22之下。在光導體22中傳播的光的一部分通過分離元件24. I至24. η分離。在圖4中，示出了對于分離元件24. 3的例子的這種分離。該光首先穿過分離元件24. 3，且接著以到輸出平面上的垂直線非常小的角度到達分離元件24. 3的分離平面33。在這種幾乎垂直的入射中，該光以高效率分離。該光在輸出平面上的該幾乎垂直的入射產生了光分離元件24. I至24. η的優選長方體形狀。光分離元件24. I至24. η優選與光導體22的剩余部分25構成了一體的、連續的容積，且從光導體22的縱向側(在此為光導體22的下側)凸出。由于到分離平面33上的不完全垂直和入射，且由于在光導體22周圍的光薄介質中的過渡時的折射，該光以在從大約相對于X-方向、即相對于光導體22中光的主要傳播方向呈約O度到60度的角度范圍離開分離元件24. 3。因為在圖4中示出的槽狀反光鏡20的設計方案中不產生通過簡單的鏡反射輸出的偏轉，因此光32同樣以從較小度數直到大約60度的角度范圍離開反光鏡20。為 了實現完整性提到，光不會以近似O度到提到的較小度數的角度范圍到達反光鏡上，而是在光導體22和反光鏡20之間移動且在此不被使用。圖4b不出了光模塊16的俯視圖,在該光模塊中光導體22在視線中位于反光鏡20前方。圖4a清楚地表明，反光鏡20的某個縱向區域被光32照亮，該光通過分離元件24. 3分離。類似的分離在分離元件24. I至24. η中剩余的每個中進行。反光鏡20的由單獨分離元件24照亮的平面疊加起來。在此也可適用的是，反光鏡20的大多數由分離元件24. I至24. η照亮的點由超過一個分離元件24. I至24. η照亮。圖I至4的對象整體上展現了具有光模塊16的機動車照明設備，該光模塊布置為產生帶狀照射面，且具有伸長的、顯示為縱向的光導體22，該光導體具有沿著光導體的縱向X成排設置的多個分離元件24. I至24. η，其中該光模塊具有槽狀反光鏡20，該反光鏡在光導體22的縱向X沿著光導體22延伸，且該反光鏡由成排的分離元件24. I至24. η照亮，其中反光鏡20的大多數由分離元件24. I至24. η照亮的點由超過一個分離元件24. I至24. η照売。為了能在機動車中使用關于圖I至4所描述的結構，該結構必須這樣集成到機動車中，即所述位于較小度數至約60度之間的反射區域與法定光分布重合。這將應用可能性限制在很少的情況中。以下將參考圖5介紹不具有該限制的設計方案。圖5示出穿過具有分離元件24的光導體22的縱剖面圖。在光導體22中傳播的光的主要傳播方向X從左向右延伸。分離兀件24具有長方體形,且垂直于主要傳播方向從光導體22的縱向側伸出。在光導體22中傳播的光的一部分通過分離元件24的分離平面33從光導體22中分離。在此，出現已經與圖4 一起提到的開口錐體，該開口錐體與光導體22中的光的主要傳播方向一起形成從較小度數到約60度的角度范圍。在圖5的對象中，該光錐體通過相對于光導體22傾斜成約30度角的鏡面34而偏轉。在偏轉之后，該光錐體大約與光導體22垂直地定向。因此對于垂直于行駛方向安裝的光導體22來說，產生分別向左向右各30度的反射邊界。圖6示出穿過具有長方體形分離元件24的光導體22的縱剖面圖，如其結合圖5描述的一樣。與圖5不同的是,該光在圖6中的光導體22中從右向左移動。該光的一部分在分離元件24上分離。與圖5的區別在于，圖5中的偏轉鏡34在圖6的對象中劃分成較小的反光鏡元件36. I至36. m。每一個較小的反光鏡元件36. I至36. m都傾斜30度，從而每一個都可以產生相同的已結合圖5描述的偏轉效應。
當在機動車中按常規地使用照明設備時，光導體22垂直于行駛方向時，由于所有的反光鏡元件36. I至36. m具有與圖5的鏡面34 —樣的調整角，因此光束邊界同樣分別向行駛方向向左且向右各30度。每個較小反光鏡元件36. I至36. m都配有較小的反射角范圍，該效應在圖6的對象中將導致從某些觀察方向上僅能夠發覺單獨的元件發光。同樣的效應當然可以從圖5中未分割的鏡面看出從某些觀察方向僅能看到整個鏡面的微小區域照亮。但該不期望的效應在實際的具有整排分離元件24. I至24. η的光導體22中變得模糊。這通過以下來得出，大多數點以及因此由分離元件24照亮的大多數較小的反光鏡平面36. I至36. m由多于一個的分離元件24照亮。因此，每個較小的反光鏡元件36. I至36. η在此反射到較大的角度范圍內。此外進一步考慮到，反光鏡元件36. I至36. m的寬度位于幾毫米的范圍內，因此從數米的距離外產生非常均勻的照亮帶，其寬度根據光導體22和槽狀反光鏡20的尺寸位于幾毫米和幾厘米之間。對于該描述提到的30度和60度的角從以下事實中產生，即光導體垂直于行駛方向安裝，且從分離兀件以60度的張角輸出的光錐體的中心光束正好與光導體22的縱向X —起構成30度的角。在其他的安裝情況和/或其他張角且因此其他中間光束中，當然必須合適地選擇較小反光鏡元件36. I至36. m的調整角。無論如何，圖6結合圖I至5清楚表明了一個設計方案，其中槽狀反光鏡20在與光導體22的縱向X平行的方向中具有彼此緊挨著的反光鏡元件36. I至36. m的結構。圖7不出反光鏡38的兩個視圖，該反光鏡結合了參考圖3和圖6不出的反光鏡的特征。根據圖7a的透視圖特別地示出了，反光鏡38的橫截面在光導體中傳播的光的方向40中相當于圖6的反光鏡的橫截面。在此要注意的是，在圖7中方向40從左向右延伸，而類似的光方向在圖6的對象中是從右向左延伸。重要的是，反光鏡38具有成排的單獨反光鏡平面36. I至36. m，該反光鏡平面相應于根據圖6的反光鏡元件36. I至36. m的形狀和功能。面對在圖7中未示出的光導體22的縱向40傾斜的單獨反光鏡平面36. I至36. m將光反射到期望的優先方向。該期望的優先方向例如為行駛方向，其中該具有光導體22的光模塊可垂直于行駛方向安裝。在此傾斜角度必須根據期望優先方向和光導體在機動車中的安裝方向之間的角度來定向。單獨反光鏡平面36. I至36. m分別由線42和44限定。圖7b示出穿過反光鏡38在垂直于其縱向且因此也同樣垂直于所屬的光導體的縱向X的平面上的橫截面。所屬的光導體在此這樣設置，使得光導體和反光鏡38的結構相當于如在圖2至4中示出的結構。橫截面為槽狀的，其中槽狀形狀優選設計為拋物線形。虛線42表示單獨反光鏡平面36. m的邊界。圖8不出根據本發明的照明設備的光模塊的光分布與產生該光分布的反光鏡38的三個視圖。在此出于視覺清楚的原因，刪去了照亮反光鏡的光導體。圖8a指出了沿著光方向40的縱剖面圖，該光方向實質上相當于未示出的光導體的縱向X。在垂直于行駛方向安裝的光導體和反光鏡38中，X-方向平行于機動車橫軸，ζ-方向平行或反平行于縱軸,根據光模塊是否應向前或向后反射，且y_方向是指平行于機動車的豎軸的方向。因此圖8特別地圖解了圖8b的俯視圖，例如光分布46對于觀察者在通過照明設備反射的壁上呈現為帶狀、明亮顯示的區域。此外，圖8a和Sb的比較還圖解了反光鏡38在垂直于反光鏡38的縱向X的平面上的成束效應。如圖5和6所不,在X-方向不產生散射。換句話說，僅由光導體輸出的光束借助鏡面或較小鏡面部分偏轉，其中在縱向X上保留成束張角。散射效應在反光鏡38的縱向X。在此圖8a中可看到散射效應，而在圖8c中可看到成束效應。反光鏡的縱向X在此優選為X-方向，從而與之垂直的平面優選為y-z平面。圖9示出了長的彎曲反光鏡38的部段38. 1,38. 2,38. 3以及光分布46. 1、46. 2、46. 3,該光分布直接地、例如在反光鏡前方幾厘米處產生這些段部。該光分布疊加在光輸出方向z進一步遠離反光鏡前方的測量屏上。換句話說，照明設備這樣布置，使其光分布疊加在標準測量屏上，該屏例如用于檢查機動車照明設備的該光分布的照明強度、位置和范圍的法定要求。 這樣的測量屏例如位于距離照明設備5m的前方。該疊加這樣進行，使光分布46. 1,46. 2,46. 3的中間點位于屏幕上的共同點中。此外，保留彼此構成圖9中的三個光分布的角。合成的整體光分布接著幾乎不與任何一個法定光分布一致，因為其通常在水平方向達到-20度至+20度，且在垂直方向達到-10度到+10度。當左反光鏡38. I的光分布容易地位于這樣的法定要求的光分布中時，剩余的兩個反光鏡38. 2、38. 3的光分布46. 2、46. 3的主要部分垂直地位于法定的預定邊界之外。同時在法定要求的水平寬度的照亮中缺少該垂直地位于外面的部分。當沒有迎著行駛方向z觀察這些反光鏡38. 2,38. 3，而是采取在機動車前方側面大約10度的位置，則會產生另外的缺點。在側面觀察中，三個反光鏡38. 1,38. 2,38. 3看起來亮度越低，則它們越從水平的x-z平面凸出。其結果是，例如水平指向的左反光鏡38. I的整個平面看起來被照亮，而兩個傾斜的反光鏡38. 2,38. 3的整個平面看起來灰暗。可通過在單獨反光鏡的設計時在槽狀反光鏡之內與先前描述的單獨反光鏡的設計不同，來消除該不期望的負面效應。先前描述的單獨反光鏡的設計已經在上面參考圖7描述了。對此單獨反光鏡由具有拋物線形橫截面的槽狀反光鏡的部段組成。單獨部段相對槽狀反光鏡的縱軸傾斜一角度，例如為30度，從而獲得反射光的期望偏轉。圖10示出特別優選的設計方案，其中每個單獨反光鏡平面構成由旋轉拋物面組成的片段，旋轉拋物面的焦距小于槽狀反光鏡的拋物線橫截面的焦距。圖10詳細示出了具有拋物線橫截面的槽狀反光鏡以及拋物面50 (旋轉拋物面)的基本形狀48的滲透。拋物面50的焦距大于拋物線的焦距，通過拋物線的位移來產生槽狀反光鏡的基本形狀48。如果拋物面50的焦距小于所述拋物線的焦距，則不會產生切割曲線，即不會產生滲透。當焦距相同時，產生拋物線作為切割曲線，此拋物線產生槽狀反光鏡。拋物面50的焦距優選位于圖10中未示出的光導體的所屬的輸出平面的中間。圖3示出了類似的關系，從圖3中明顯地看出，槽狀反光鏡的焦距與拋物線形的橫截面位于光導體22的分離元件24的輸出平面的中間。在圖10中示出的、構成單獨反光鏡平面51的由拋物面50組成的片段通過第一切割曲線52來限定，且通過第二切割曲線54且通過拋物面50的邊緣56來限定。這樣的片段以下也稱為拋物面帶。通過憑借槽狀反光鏡的基本形狀48來切割旋轉拋物面50，得出第一切割曲線52。第二切割曲線54相當于平行于第一切割曲線52在拋物面50上延伸的曲線，即在基本形狀48的縱向X到第一切割曲線52具有固定間距的曲線。該并行可以例如通過憑借其他拋物線形槽切割拋物面來得到，該槽的焦距小于拋物線形槽的基本形狀的拋物線的焦距。換句話說，構成單獨反光鏡平面51的片段通過第一切割曲線52來限定，當拋物面50的旋轉軸與槽狀反光鏡38的基本形狀48的拋物線形橫截面的對稱軸重合，且拋物面50的焦距與拋物線形橫截面的焦距重合時，得出該第一切割曲線，其中第一切割曲線52由此定義，其可能位于拋物面50的平面內，也位于拋物線形橫截面的平面內，但是也位于基本形狀48的平面內。第二切割曲線54限定了構成單獨反光鏡平面51的片段，當拋物面50的旋轉軸與第二拋物線形橫截面的對稱軸重合，且拋物面的焦距與第二拋物線形橫截面的焦距重合時，得出該第二切割曲線，其中第二拋物線形橫截面的對稱軸與第一拋物線形橫截面的對稱軸重合且第二拋物線形橫截面的焦距小于第一拋物線形橫截面的焦距，其中第二切割曲 線54由此定義，其可能位于拋物面的平面內，又位于第二拋物線形橫截面的平面內。第二拋物線形橫截面在此為焦距縮小的上述其他拋物線形槽的橫截面。每個單獨反光鏡平面51優選剛好配有光導體的分離元件。該分配由此產生，即單獨反光鏡平面51的焦點位于分離元件的分離平面中。請同樣參照圖3。一個優選設計方案的特征在于，單獨反光鏡平面51的第二切割曲線54與單獨反光鏡平面51的第一切割曲線之間具有間距，該間距這樣選擇，使取決于該間距的光量最大，該光量從分離元件入射到單獨反光鏡平面上，單獨反光鏡平面的焦點位于此分離元件的分離平面中。在此假設每個單獨反光鏡平面都配有光導體的分離元件，像例如在圖2中示出的一樣。在為直線光導體的情況下，通過多次復制和在光導體的方向將作為由拋物面構成的單獨反光鏡平面的片段移動一段間距與來獲得其他的單獨反光鏡平面，此間距與分離元件在光導體上具有的間距相同。因此優選的是，單獨反光鏡平面在槽狀反光鏡的縱向X彼此設置有一段間距，該間距相當于分離元件在光導體上的間距。這在圖11中示出。圖11示意性地示出單獨反光鏡平面51的這種復件51. 1,51. 2、......的形狀。如
果光導體是彎曲的，則對于每個單獨反光鏡平面單獨實施第一切割曲線和第二切割曲線的所述結構。接著本發明同樣適用于強烈彎曲的結構，如其在現代照明設備中出現的一樣。上述日間行車的例子與此類似。對于反光鏡的高效運轉重要的是，為第二切割曲線54選擇到具有拋物線形基本形狀48的拋物面50的第一切割曲線52的最佳距離。圖12示出了選擇得過小的間距，這導致光的很大部分在拋物面帶-形的單獨反光鏡平面之間穿過，且因此對于期望的光分布沒有幫助。圖13示出了選擇得過大的間距，其具有負面結果，分離元件的光的較大部分不到達分配給此分離元件的單獨反光鏡平面，而是從這些單獨反光鏡平面中的前面一個偏轉到錯誤的方向。在圖13中意味著，光不像期望的那樣垂直向上、而是向左上偏轉。與此相對，圖14示出了在間距選擇正確的時，光的較大部分到達正確的單獨反光鏡平面，且通過該平面以期望的類型和方式反射。正確的單獨反光鏡平面在此為這樣的平面，它們的焦點位于所屬的分離元件的分離平面中。可惜在特殊的結構中計算出正確的間距值，是不可能的。間距值必須多次憑借一系列模似來優化。其原因在于，在分離元件上輸出的光束的開口很強地取決于光導體的形狀，該光導體通常在耦合和分離元件的地點之間在空間中三維彎曲地延伸。此外，通過從光源反射的光束的開口來影響該成束開口。圖15清楚地表明，單獨反光鏡平面51在正確選擇第二分隔曲線54之后如何通過中間平面58組合到一體的反光鏡38中，該中間平面在正確選擇第二切割平面時幾乎平行于來自分離兀件的光束。圖16示出圖15中的其基本形狀一如既往的槽狀反光鏡38以及由反光鏡38反射的光的分布。圖16與圖15的區別在于，根據圖16的光分布源于具有所有分離元件的反光鏡38的照亮，所有的分離元件都分配給反光鏡38的單獨反光鏡平面。與此相對，圖15以通過單獨分離元件的照亮為基礎。圖16特別地示出，具有形成為拋物面帶的單獨反光鏡平面的槽狀反光鏡38在反光鏡38的縱向X上導致光的顯著并行。
圖17示出了圖表，在其中光的亮度通過反射角來描繪，該光由具有槽狀反光鏡的光模塊反射，該反光鏡具有形成為拋物線帶的單獨反光鏡平面。圖17a與在水平方向上的亮度有關，即方位角的分布，而圖17b與垂直方向的亮度有關，即與伸長率有關。通過將亮度峰值限制在-5度和+5度之間，使兩個方向中的并行化的較高程度變得清楚。在此O度值相當于通過機動車縱軸給定的方向。這也說明了，由光模塊16產生的光分布在空間中盡可能不取決于反光鏡的定向，該光模塊具有包括作為單獨反光鏡平面的拋物面帶的槽狀反光鏡。因此避免了結合圖9描述的問題。為了獲得符合法律規定的光分布，水平對焦可能通過相應設計的散射光學器件在水平線上-20度至+20度的區域上展開，該散射光學器件例如集成在防塵蓋中。因此本發明并不借助筆直伸長的光導體來實現，而是可借助沿著彎曲空間曲線延伸的光導體來實現。成排的分離元件接著優選平行于光導體的引導線進行延伸。在此將引導線理解為空間曲線，其位于光導體內部且跟隨光導體的外部形狀。單獨反光鏡平面以拋物面帶的形式聚焦到每個分離元件。由此光束最大地平行指向地、受限地僅通過分離元件的擴展而離開該組合。但是額外地，該光從每個分離元件下降到相鄰的未聚焦到分離元件的拋物面帶。該光以非常不同的散射角離開拋物面帶。通過合適地選擇所有組件的幾何結構，可產生多樣的光分布。特別有利的是，在彎曲的光導體中同樣保留該設計可能性。為了達到令人滿意的發光效率，當然需要所有組件詳細、單獨地適配。圖18a示出穿過其他設計方案的光導體的橫截面，而圖18b與此相比較代表已經描述的設計方案。圖18b特別地不出光導體22,其具有成排的分尚兀件24。圖18b特別地不出分尚元件，其遮蓋其他成排的分離元件。分離元件24之上的圓形代表分離元件24的反射特性，該反射特性相當于蘭伯特-光源的反射特性。圖18a中的光導體60與圖18b中的光導體22的區別在于,光導體60具有兩排分離元件24a、24b。在此也適用，分別僅有一排分離元件可見。其它排的其他分離元件分別由各自的可見分離元件24a、24b遮蓋。在圖18a的對象中，圓形也代表分離元件的反射特性。
圖18a的對象相對于圖18b的對象的優點在于，大約有兩倍的光量從光導體中分離，因為分離元件24的數量翻倍了。其他的優點在于，較寬的反光鏡也可通過并排的分離元件均勻地照射。由此可以較短且寬地設計該光模塊，盡管如此仍可以輸出很多光。光導體60的橫截面為正方形的，其中兩排分離元件24a、24b設置在光導體60的面向反光鏡的平面中。然而，分離元件不必設置在平面的中間，且在一個替換設計方案中設置在此中間之外。此外，光導體60的正方形形狀僅表示一種設計方案。在其他的設計方案中，橫截面為三角形、平行四邊形、菱形、多邊形、圓形、橢圓形或類似形狀。同樣適用于這些設計方案的是，成排的分離元件不必設置在平面的中間。圖19示出圖18a中的光導體60以及由兩個拋物面橫截面組成的反光鏡。左拋物面62的形狀通過虛的拋物面曲線說明。拋物面焦點分別大約位于分離元件24a、24b的分離平面的中間。關于反光鏡的上方從主反射方向向右和左偏移的光線，清楚的是，反光鏡可以在外緣上明顯地延長，在圖18b的對象中不是這種情況。 本發明也以特殊的方式適用于由閃光燈和輪廓燈構成的組合，或適用于由閃光燈和日間行車燈構成的組合。在這種情況下，除了在這里描述的光模塊，也可以使用在這里描述的那種其他光模塊，其中其他光模塊以不同于第一光模塊的其他光顏色運行。例如可由此來使用不同的光顏色，兩個光模塊具有彼此反射不同顏色光的半導體光源。對于日間行車燈來說，例如使用反射白光的半導體光源，而對于閃光燈來說使用反射黃光的半導體光源。
權利要求
1.一種具有光模塊(16)的機動車照明設備(10)，該光模塊用來產生帶狀照射面且具有伸長的、顯示為縱向的光導體(22)，該光導體具有沿著光導體(22)的縱向(X)成排設置的多個分離兀件(24),其特征在于,光模塊(16)具有槽狀反光鏡(20 ;38),該反光鏡在光導體(22)的縱向(X)上沿著光導體(22)延伸且由成排的分離元件(24)照亮，其中反光鏡(20，38)的大多數由分離元件(24)照亮的點由超過一個分離元件(24)照亮。
2.根據權利要求I的機動車照明設備(10)，其特征在于，分離元件(24)沿著通過光導體(22)長度的線條分布。
3.根據上述任一項權利要求的機動車照明設備(10)，其特征在于，分離元件(24)為長方形的。
4.根據上述任一項權利要求的機動車照明設備(10)，其特征在于，槽狀反光鏡(20;38)這樣形成且相對于光導體(22)這樣設置，使反光鏡將通過分離元件(24)分離的光聚集且在垂直于光導體(22)的縱向(X)的平面上成束。
5.根據上述任一項權利要求的機動車照明設備(10)，其特征在于，槽狀反光鏡(20;38)在垂直于光導體(22)的縱向(X)的平面上具有拋物線形橫截面。
6.根據上述任一項權利要求的機動車照明設備(10)，其特征在于，槽狀反光鏡(20；38)和光導體(22)彼此相對這樣設置，使拋物線形橫截面的焦點位于分離元件(24)的分離平面(33)的中間。
7.根據上述任一項權利要求的機動車照明設備(10)，其特征在于，槽狀反光鏡(20;38)在平行于縱向(X)的方向上具有彼此緊挨的單獨反光鏡平面(51)的結構。
8.根據權利要求7的機動車照明設備(10)，其特征在于，每個單獨反光鏡平面(51)構成由旋轉拋物面(50)組成的片段，其焦距小于拋物線形橫截面的焦距。
9.根據權利要求8的機動車照明設備(10)，其特征在于，單獨反光鏡平面(51)通過第一切割曲線(52)限定，當拋物面(50)的旋轉軸與拋物線形橫截面的對稱軸重合，且拋物面(50)的焦點與拋物線形橫截面的焦點重合時，得出該第一切割曲線，其中第一切割曲線(52)由此定義，其既位于拋物面(50)的平面內，又位于拋物線形橫截面的平面內。
10.根據權利要求9的機動車照明設備(10)，其特征在于，通過第二切割曲線(54)來進一步限定單獨反光鏡平面(51)，當拋物面(50)的旋轉軸與第二拋物線形橫截面的對稱軸重合，且拋物面(50)的焦點與第二拋物線形橫截面的焦點重合時，得出該第二切割曲線，其中第二拋物線形橫截面的對稱軸與第一拋物線形橫截面的對稱軸重合，且第二拋物線形橫截面的焦距小于第一拋物線形橫截面的焦距，其中第二切割曲線(54)由此定義，其既位于拋物面(50)的平面內，又位于第二拋物線形橫截面的平面內。
11.根據權利要求10的機動車照明設備(10)，其特征在于，單獨反光鏡平面(51)的第二切割曲線(54)與單獨反光鏡平面(51)的第一切割曲線(52)具有間距，該間距這樣選擇，使取決于該間距的光量最大，該光量從分離元件(24)入射到單獨反光鏡平面(51)上，單獨反光鏡平面(51)的焦點位于該分離元件的分離平面(33)。
12.根據權利要求7至11中任一項的機動車照明設備(10)，其特征在于，單獨反光鏡平面(51)在槽狀反光鏡(20 ；38)的縱向(X)上彼此留有間距地設置，該間距相應于分離元件(24)在光導體(22)上的間距。
13.根據權利要求7至12中任一項的機動車照明設備(10)，其特征在于，單獨反光鏡平面(51)通過中間平面(58)組合成一體的反光鏡(38)，該中間平面構成得幾乎平行于來自分離元件(24)的光束。
14.根據上述任一項權利要求的機動車照明設備(10)，其特征在于，光導體(22)具有直線延伸的形狀，且單獨反光鏡平面(51)彼此相同。
15.根據上述任一項權利要求的機動車照明設備(10)，其特征在于，反光鏡垂直于反光鏡(20 ；38)的縱向(X)超過光導體(22)的尺寸向外伸出。
16.根據上述任一項權利要求的機動車照明設備(10)，其特征在于，每個單獨反光鏡平面(51)恰好配有光導體(22 )的分離元件(24)。
17.根據上述任一項權利要求的機動車照明設備(10)，其特征在于， 光導體(22)具有在空間中彎曲延伸的形狀。
全文摘要
提出了一種具有光模塊(16)的機動車照明設備(10)，該光模塊用來產生帶狀照射面且具有伸長的、顯示為縱向的光導體(22)，該光導體具有沿著光導體(22)的縱向(x)成排設置的多個分離元件(24)。該機動車照明設備(10)的特征在于，光模塊(16)具有槽狀反光鏡(20；38)，該反光鏡在光導體(22)的縱向(x)沿著光導體(22)延伸且由成排的分離元件(24)照亮，其中反光鏡(20,38)的大多數由分離元件(24)照亮的點由超過一個分離元件(24)照亮。
文檔編號F21W101/02GK102818202SQ20121017657
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月31日 優先權日2011年6月9日
發明者休伯特·茲維克 申請人:汽車照明羅伊特林根有限公司