用于車燈的光學本體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于車燈的光學本體（1），該光學本體用來將光源（10）在圓錐形空間區(qū)域中送出的光耦入、傳送并發(fā)射出。光學本體具有光發(fā)射表面（6）和凹部（12），該凹部與光發(fā)射表面相反并具有縱向軸（17），光源能夠在該凹部中被定位成使得圓錐形空間區(qū)域的中心軸與凹部的縱向軸重合。凹部具有圍繞縱向軸的環(huán)狀閉合內周壁及相對于其縱向軸橫向延伸的罩壁，在罩壁中設有光學結構。為了改善發(fā)射特性，光學結構具有多個光學活性表面部分（20，21，22，23），多個光學活性表面部分圍繞凹部的縱向軸穿過罩壁的點布置，多個光學活性表面部分中的每個具有位于縱向軸上的焦點（25，26，27，28），至少兩個所述表面部分的焦點在縱向軸方向相互間隔開。
【專利說明】用于車燈的光學本體
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種如權利要求1的前序部分闡述的光學本體以及如權利要求15闡述的配備有至少一個這樣的光學本體的車燈。
【背景技術】
[0002]例如，從DE102004026530B3已知上述種類的光學本體。其包括扁平板狀本體，所述板狀本體包括導光材料并具有與由XZ坐標限定的主中央平面近似平行地延伸的兩個主表面，這兩個主表面在垂直于XZ坐標的Y方向上位于距離所述主中央平面相等的間隔處，并且它們(在Y方向上)在XZ平面上的垂直投影重合。
[0003]這些已知的光學本體均具有相應的基部，該基部具有圓柱形凹部，可以將例如LED之類的照明裝置以這樣的程度引入該圓柱形凹部內，即，使得由此被輸出為圓錐形立體角區(qū)域的光幾乎完全傳入到該光學本體內，其中由該LED輸出的光錐和所述凹部具有與Z方向平行地延伸的公共中心軸。光的進入部分地通過圓柱形內周壁實現(xiàn)，部分地通過所述凹部的與所述LED呈相反關系的罩表面實現(xiàn)，其中在該罩表面中設置有會聚光學裝置。光學本體是相對于延伸穿過中心軸并垂直于XZ平面的平面的鏡像對稱構造，并且具有近似V形構造，使得其具有兩個臂部，這兩個臂部沿著光傳播方向遠離中心軸延伸，它們的側表面(其將主表面連接在一起)用來通過全反射特別地對通過所述凹部的側壁在X方向上進入的光進行分布并將其沿著Z方向傳送。在它們的連接主表面的光發(fā)射表面上，光學本體的V形的分支具有附加光學元件，以便在盡可能廣闊的區(qū)域上將發(fā)布到這里的光分布到介質空氣中。可以將多個這樣的光學本體如此連接在一起，使得它們的主中央平面彼此對齊并且使得兩個相鄰的光學本體在它們的V形分支的頂端的附件彼此接觸。對于這種包括多個光學本體的布置來說，設置了布置在前面的光學裝置，該光學裝置為所有的光學本體所共用，并且通過空氣間隙與光學本體的光發(fā)射表面分離開，通過該光學裝置實現(xiàn)其中將裝配該光學本體布置的相應車燈的實際的期望照明功能。
[0004]已知的光學本體遭受一系列的缺點:
[0005]一導光介質中有比較長的光路，并且光必須經過總共四個界面(每個光學本體有兩個以及布置在前面的光學裝置有兩個)。這因此會引起光損失。
[0006]一特別當試圖將布置在前面的光學裝置與光學本體或多個本體形成為整體時會在制造工程方面遇到困難。如果以獨立部件形式制造布置在前面的光學裝置，則會增加組裝成本。
[0007]一各個光學本體和布置在前面的光學裝置都必須在幾何構造方面適合于相應的期望照明功能。
[0008]一由于由LED發(fā)射出的光錐的頂點根據(jù)相應的LED類型而在中心軸的方向上位于與一般為印刷電路板的LED的安裝基座(該安裝基座將被固定地連接至光學本體的后側)不同的間隔處，旨在用于使傳入光學本體的光平行并且將其傳遞至光發(fā)射側的光學元件的光學活性(optically active)表面必須適合于相應類型的LED。[0009]特別地，光學本體必須適合于將要獲得的照明功能還必須適合于所使用的LED的要求導致它們的制造成本明顯增加。

【發(fā)明內容】

[0010]相比之下，本發(fā)明的目的是提供一種光學元件，其中不要求針對期望的照明功能或所使用的相應類型的LED進行特別的修改。
[0011]為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供在權利要求1所闡述的特征。
[0012]然而，盡管在現(xiàn)有技術的狀態(tài)下，設置在用來收納LED的凹部的罩壁中的光學結構是相對于縱向軸旋轉對稱的整體會聚透鏡，但根據(jù)本發(fā)明設置成將該結構分解為多個優(yōu)選四個光學活性表面部分，所述多個光學活性表面部分中的每個都具有其自身的位于所述縱向軸上的焦點，其中所述表面部分中的至少兩個表面部分并且優(yōu)選所有表面部分的焦點在所述縱向軸的方向上相互間隔開。
[0013]相應的考慮也適合于將所述凹部的布置在內部的側壁分割為四個單獨的光學活性表面部分，并且適合于將所述光學本體的兩個側表面分割，所述側表面將被輻射到所述光學本體內并從入射在其上的光通過全反射從內部傳遞至所述光發(fā)射表面。
[0014]因此優(yōu)選該布置提供十二個光學活性表面部分，每個光學活性表面部分都具有其自身的焦點。這些焦點在所述凹部的縱向軸上以一串珠子的方式相互間隔開地布置成行。
[0015]因為從相對于中心縱向軸的旋轉對稱偏移，不僅對于位于所述凹部的罩表面處的光學結構，而且對于所述凹部的內側壁的光學活性表面部分以及所述光學本體的側表面的光學活性表面部分來說，不可否認的是用來制造根據(jù)本發(fā)明的光學本體的模具的構造稍微更復雜和昂貴，然而其提供的優(yōu)點在于由相應的LED發(fā)射出的光錐的頂點可以在所述中心縱向軸的方向上在相當寬廣的界限內移位。這樣，可以與根據(jù)本發(fā)明的光學本體一起來使用各種不同的LED。
[0016]進一步的優(yōu)點在于，根據(jù)本發(fā)明的光學布置在大的豎直和水平角度區(qū)域上分布光，使得可以利用同一個光學本體布置來實現(xiàn)各種不同的照明或信號功能，而無需進一步在前方布置光學裝置。
[0017]舉例來說，利用同一個光學本體布置可以實現(xiàn)如下信號功能:
[0018]一停車燈附加剎車燈；
[0019]一停車燈；
[0020]—尾燈；
[0021]一后霧燈；
[0022]—倒車燈；
[0023]—閃光指示燈；
[0024]—頭燈；
[0025]—日行燈；
[0026]—霧燈；
[0027]一側示廓燈；
[0028]—位置燈；以及
[0029]—內部燈。[0030]根據(jù)本發(fā)明的光學本體在開啟和關閉狀態(tài)下還具有均勻的外觀。能夠利用最少數(shù)量的光源均勻地照射大的面積。
[0031]上述信號功能可以針對在相應車輛上的相應裝備的車燈通過各種不同的安裝角度來實現(xiàn)。
[0032]可以將根據(jù)本發(fā)明的多個光學本體以相互并置或重疊的關系布置。所述光學本體可以線性成行或遵循曲線布置，或者對于更小的車燈來說可以單個地使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]下面參照附圖通過實施方式以示例方式描述本發(fā)明:
[0034]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的三個相互并置互連的光學本體的示意性立體圖。
[0035]圖2示出了剖切包括與圖1對應地布置的多個光學本體的車燈的截面，其中該截面平面與光學本體的主中央平面重合。
[0036]圖3示出了與圖2中III處所示的部件對應的部分的放大比例的視圖。
[0037]圖4示出了剖切根據(jù)本發(fā)明的光學本體的、與主中央平面垂直的截面。
[0038]圖5示出了從根據(jù)本發(fā)明的光學本體的下方傾斜地觀察的立體圖。
[0039]圖6示出了對應圖3的具有示出的焦點的示意性剖視圖。以及
[0040]圖7示出了對應圖4的具有示出的焦點的示意性剖視圖。
【具體實施方式】
[0041]在所有附圖中,相互對應或相同的零部件用相同的附圖標記表示。相應的照明裝置能夠從一側插入設置在根據(jù)本發(fā)明的光學本體中的凹部內，為了簡單起見，將該一側稱為“底側”，從而使得與該一側相對的光發(fā)射表面6形成“頂側”。然而，術語“底”和“頂”不應被解釋為是對根據(jù)本發(fā)明的光學本體的可能安裝位置的限制。
[0042]如特別從圖1中可以看到，根據(jù)本發(fā)明的光學本體具有基本上板狀構造，也就是說，它們具有兩個主表面3、4，這兩個主表面3、4相對于主中央平面成相互相反的關系，并且它們在圖2、3和6中的垂直投影中重合，因為是立體圖的緣故，在圖1中這兩個主表面中的僅上面的主表面3可見。
[0043]主表面3和4通過側表面連接在一起，光發(fā)射表面6屬于所述側表面，所述光發(fā)射表面6以不同于90°的角與兩個側表面3、4相交，如特別從圖4和圖7中可以看到的那樣。
[0044]相比而言，兩個其余的略微彎曲的側表面7、8近似垂直于主表面3和4延伸，并且在與光發(fā)射表面6相反的一側也就是說在用來插入LEDlO的凹部12的附近融合在一起。在這種情況下，如圖1中所示，凹部12可以延伸至主表面3、4的邊緣，或者如圖5中所示，該凹部12可以通過狹窄邊緣區(qū)域14、15而與這些邊緣分離開。
[0045]主表面3、4可以是平坦的，或者也可以是略微彎曲的。它們可以彼此平行地延伸，或者，它們可以按如下方式延伸，即它們在光發(fā)射表面6的附近比在凹部12的附近具有彼此稍微更大的間隔。如果該布置涉及這種相互傾斜，則這也是非常輕微的，使得總體上與平面平行的板僅有輕微的偏差。
[0046]凹部12近似為非圓形橫截面的截頭圓錐形狀，并且具有中心縱向軸17，如以下將詳細地描述的，凹部12的側壁并不相對于該中心縱向軸17精確對稱地延伸。[0047]如特別從圖2至圖4可以看到的，LEDlO從下方插入每個光學本體I的凹部12內，使得從該LEDlO發(fā)射出并以圓錐形構造發(fā)散的光束的中心軸與凹部12的中心縱向軸17重合。LEDlO安裝在印刷電路板11上，LEDlO的電源供給和致動所需的導電跡線以公知方式設置在該印刷電路板上，該印刷電路板可以通過閂鎖接合而連接至光學本體I。
[0048]在圖2所示的車燈中，所有LED都安裝在公共的電路板11上，該電路板11由成整體地連接在一起的、相互并置的光學本體11承載，所述光學本體又可以插入在用來將車燈安裝在車輛上的殼體(未示出)內。
[0049]凹部12的罩區(qū)域由一光學結構形成，該光學結構具有向下凸出地伸出到凹部12的內部的光學表面，特別從圖5可以看出，該光學表面被細分為四個光學活性表面部分20、21、22、23，這些光學活性表面部分相對于中心縱向軸17不旋轉對稱地布置，并且從位于點24的相應的角部以象限狀方式延伸至凹部12的內周壁。凹部12的中心縱向軸17在該點12處穿過罩壁。這些光學活性表面部分20至23中的每個都是拋物面的一部分，但是它們中的每個都具有其自身的焦點25、26、27和28。所有這些焦點25至28都位于縱向軸17上，但是在該軸的方向上相互間隔開，如特別在圖6和圖7中可以看到的。這些光學活性表面部分20至23中的每個都用于將入射光聚焦，特別是使其近似平行。
[0050]凹部12的內周壁也被細分為四個光學活性凹表面部分30、31、32、33，這些光學活性凹表面部分相對于中心縱向軸17不是旋轉對稱的，而且每個都是拋物面的一部分，并且具有焦點35、36、37和38。這些焦點也位于中心縱向軸17上并且在該軸的方向上相互間隔開。
[0051]如特別從圖3中可以看出，側表面7、8也是光學活性的，并且如此成形而使得輻射到光學本體I的內部并且從該內部入射在該側表面上的光不能從該光學本體通過該側表面逃逸，而是通過全反射被散布出并被傳送向光發(fā)射表面6,在該光發(fā)射表面6上還設置有另一個光學結構，該光學結構使得穿過其的光在豎直和水平角度范圍上均勻化，并且將其進一步散布，使得對于這種特性的車燈來說，在最廣泛不同車輛上實現(xiàn)大大不同的安裝角度。
[0052]如圖1和圖5所示，兩個側表面7、8中的每個都分別被細分為兩個表面部分40、41和42、43，所述表面部分在側表面7、8的縱向方向上延伸并且沿著這些側表面7、8與主中央平面的截面線彼此毗連。這些表面部分40、41和42、43中的每個(其相對于中心縱向軸17不是旋轉對稱的)也分別是拋物面的一部分。它們都具有相互不同的焦點45、46、47和48，這些焦點位于凹部12的中心縱向軸17上并且在該軸的方向上相互間隔開。
[0053]在這里所描述的示例中，位于中心縱向軸17上的所有焦點25至28、35至38以及45至48均相互間隔開，但是如下的實施方式也是可行的，其中第一組的焦點分別與第二組的焦點中的一個和第三組的焦點中的一個重合。
[0054]另選地或者對該方案的補充，兩個或三個焦點在一組中不涉及相互間隔也是可行的。
[0055]然而，首先提到的情況是優(yōu)選的，因為這允許光在光發(fā)射表面上非常均勻地分布，而不管相應的LEDlO接合到凹部12內什么程度，使得可以使用各種不同的LED結構形式，而無需修改根據(jù)本發(fā)明的光學本體的結構來適合于所需要的相應類型的LED。
【權利要求】
1.一種用于車燈的光學本體(1)，該光學本體用來將由光源(10)在圓錐形空間區(qū)域中輸出的光I禹入、傳送并發(fā)射出，其中所述光學本體(1)具有光發(fā)射表面(6)和凹部(12),該凹部(12)與所述光發(fā)射表面(6)相反并且具有縱向軸(17)，并且所述光源(10)能夠在所述凹部中被定位成使得所述圓錐形空間區(qū)域的中心軸與所述凹部(12)的所述縱向軸(17)重合，并且其中所述凹部(12)具有圍繞所述縱向軸(17)的環(huán)狀閉合的內周壁以及相對于其縱向軸(17)橫向地延伸的罩壁,在該罩壁中設置有用于改變穿過該罩壁的光束的散布角的光學結構， 其特征在于，位于所述凹部的所述罩壁中的所述光學結構包括多個光學活性表面部分(20，21，22，23)，所述多個光學活性表面部分(20，21，22，23)圍繞所述凹部(12)的縱向軸(17)穿過所述罩壁的點布置，并且所述多個光學活性表面部分中的每個都具有位于所述縱向軸(17)上的焦點(25，26，27，28)，所述表面部分(20，21，22，23)中的至少兩個表面部分的焦點(25，26，27，28 )在所述縱向軸(17 )的方向上相互間隔開。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學本體(I)，其特征在于，所述光學結構具有四個相互直接毗連、尺寸基本相等的表面部分(20，21，22，23)，所述四個相互直接毗連、尺寸基本相等的表面部分(20，21，22，23)將所述罩壁細分為四個象限，并且它們的所有所述焦點(25，26，27,28)在所述縱向軸(17)的方向上彼此間隔開。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的光學本體(1)，其特征在于，所述罩壁的表面部分(20，21，22，23)是向前凸出地彎曲到所述凹部(12)的內部中并且彼此均勻地融合的透鏡表面。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的光學本體(1)，其特征在于，所述周壁包括多個光學活性表面部分(30，31，32，33)，所述周壁的多個光學活性表面部分中的每個都具有位于所述凹部(12)的縱向軸(17)上的焦點(35，36，37，38)，并且所述表面部分(30，31，32，33 )中的至少兩個表面部分的焦點(35，36，37，38 )在所述縱向軸(17 )的方向上相互間隔開。
5.根據(jù)權利要求4所述的光學本體(I)，其特征在于，所述周壁具有四個相互直接鄰接的、尺寸近似相等的表面部分(30，31，32，33)，所述四個相互直接鄰接的、尺寸近似相等的表面部分的所有焦點(35，36，37，38 )在所述縱向軸(17 )的方向上彼此間隔開。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的光學本體(1)，其特征在于，所述周壁的表面部分(30，31，32，33)呈現(xiàn)彼此均勻地融合的凹透鏡表面的形式。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學本體(I)，其特征在于，位于所述凹部(12)的罩壁中的所述光學結構的至少一個表面部分(20，21，22，23)的焦點(25，26，27，28)與所述周壁的表面部分(30，31，32，33)中的一個的焦點(35，36，37，38)重合。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學本體(I)，其特征在于，所述光學本體具有板狀構造并具有兩個主表面(3，4)，所述主表面相對于主中央平面彼此相反，并通過側表面連接在一起，其中所述側表面中的一個側表面形成所述光發(fā)射表面(6)，而相反的側表面僅由狹窄邊緣區(qū)域(14，15)形成，所述狹窄邊緣區(qū)域(14，15)圍繞所述凹部(12)，兩個另外的側表面(7，8)從所述狹窄邊緣區(qū)域(14，15)開始朝著所述光發(fā)射表面(16)的方向延伸，并且成形為使得它們作為光傳導表面，該光傳導表面將被耦入所述光學本體(1)并入射在其上的光通過全反射從內部傳遞至所述光發(fā)射表面(6 )。
9.根據(jù)權利要求8所述的光學本體(1)，其特征在于，所述兩個另外的側表面(7，8)中的每個側表面都包括兩個表面部分(分別為40，41和42，43)，所述表面部分沿著其縱向方向延伸并且沿著所述另外的側表面(7，8)與所述主中央平面的截面線相互毗連，所述側表面(7，8)的表面部分中的每個表面部分都呈現(xiàn)具有位于所述凹部(12)的縱向軸(17)上的焦點(45，46，47，48)的向外凸出的拋物面的一部分的形式，其中所述表面部分(分別為40，41和42，43 )中的至少兩個表面部分的焦點(45，46，47，48 )在縱向軸(17 )的方向上相互間隔開。
10.根據(jù)權利要求9所述的光學本體(I)，其特征在于，所述表面部分(分別為40，41和42，43)的所有焦點(45，46，47，48)在所述縱向軸(17)的方向上彼此間隔開。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學本體(I)，其特征在于，所述焦點(25，26，27.28;35，36，37，38 ;45，46，47，48)中的至少一個位于所述縱向軸(17)的位于所述凹部(12)的內部中的部分上。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學本體(I)，其特征在于，所述焦點(25，26，27.28;35，36，37，38 ;45，46，47，48)中的至少一個位于所述縱向軸(17)的位于所述凹部(12)的外部的部分上。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學本體(I)，其特征在于，所述光學活性表面部分(20，21，22，23 ;30，31，32，33 ;40，41，42，43)中的每個都是拋物面的一部分。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學本體(1)，其特征在于，在所述光發(fā)射表面(6)上設置有光學發(fā)射裝置，該光學發(fā)射裝置用于在豎直和水平角度區(qū)域上均勻化并散布穿過所述光學發(fā)射裝置的光。
15.一種車燈，其特征在于，該車`燈包括至少一個根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學本體(1)。
16.根據(jù)權利要求15所述的車燈,其特征在于,該車燈包括多個光學本體(1),這些光學本體(1)被布置成使得它們的主中央平面位于公共平面內，并且它們的發(fā)射表面(16)彼此相融合。
17.根據(jù)權利要求15或16所述的車燈，其特征在于，所述光學本體(1)一體地連接至彼此。
【文檔編號】F21W101/02GK103629623SQ201310056421
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年2月22日 優(yōu)先權日:2012年8月21日
【發(fā)明者】蒂洛·根特爾 申請人:卡車燈歐洲有限責任公司