车内照明装置的制作方法

1.本发明涉及一种车内照明装置，其具有细长的光导体以及至少一个光源，该光导体带有端侧的至少一个光输入面、纵向侧的光偏转面和与光偏转面相对的纵向侧的光输出面，该光源的光可在至少一个光输入面上输入到光导体中，且可通过在光偏转面上的光偏转在光输出面上从光导体中输出。本发明也涉及一种带有至少一个这种车内照明装置的交通工具。该车内照明装置可特别有利地用于门照明。


背景技术：

2.ep 2 500 753 a1公开了一种光导体，其具有沿着主传播方向引导光的型体，且具有至少一个输出部件，该输出部件具有边界面，该输出部件使得光通过在其边界面上的内部全反射以一角度偏转到光输出面上，光在那里以该角度从光导体中射出。该光导体的特征在于，输出部件横向于主传播方向从引导光的型体的一侧伸出，并且光输出面形成输出部件的边界面的一部分。
3.de 10 2009 012 224 a1公开了一种光导装置，其适合于应用在汽车照明领域，它包括适合于在光导体内部在光全反射的情况下引导光的主光导体和多个引导光、输出光的布置在光导体中的部件。输出光的部件由具有光输出面的实心体构成。在输出光的部件与主光导体耦接的位置，提供了光透射面，其中，提供了由于全反射而直接射到光透射面上的光束的路径，该路径从光导体内部沿着光透射面经过光输出面伸展至光导装置的外侧面。此外公开了一种包括光源的汽车照明装置，该光源与光导装置连接，以便把光输入到主光导体中。
4.ep 3 210 827 a1公开了一种用于汽车的照明机构，其具有至少一个照明器件以及平面的光导体，该光导体带有至少一个光输入面和至少一个与其间隔开的设置在光导体的第一扁平侧上的光输出面，其中，在光导体的与光输出面相对的第二扁平侧上设置了输出部件，在平面的光导体中引导的光束在这些输出部件上偏转至光输出面，使得这些光束从平面的光导体中射出，其中，照明器件与棒状光导体配合作用，照明器件的光在棒状光导体的光射入面上射入到棒状光导体中，并且通过设置在圆周面上的光输出面又离开该光导体，以便输入到平面的光导体的光输入面中。
5.us 2018/0118104 a1公开了一种特别是用于汽车的照明模块的光导体。该光导体用于引导由位于其中的光源发出的光。光导体包括弯曲的输入区域，该输入区域光学地与光源耦接，以便把光引入到光导体中。输出区域光学地与输入部段耦接，且被设计用于把输入到光导体中的全部光或部分光输出。输入部段具有光学部件，该光学被设计用于把进入到输入部段中的部分光输出。
6.ep 0 191 264 a2公开了一种用来使得用于内部和外部照明的大面积的光学器件去炫目的机构。在使用棱镜时，设置了三面的棱镜，其一个侧面竖直，其它侧面水平，其中，这些侧面形成了90
°
的角度，水平的侧面与基本面形成35
°
～45
°
优选40
°
的楔角。


技术实现要素：

7.本发明的目的因此是，使用在构造上尽量简单的器件，提供一种改善的可行方案，用来有针对性地照明交通工具内部的某些部分区域。
8.该目的通过独立权利要求的主题得以实现。本发明的有利改进在从属权利要求、说明书和附图中给出。
9.根据本发明的车内照明装置具有细长的光导体以及至少一个光源，该光导体带有端侧的至少一个光输入面、纵向侧的光偏转面和与光偏转面相对的纵向侧的光输出面，该光源的光可在至少一个光输入面上输入到光导体中，且可通过在光偏转面上的光偏转在光输出面上从光导体中输出，其中，光输出面在光学上后置了至少一个光转向棱镜，且在光导体与至少一个光转向棱镜之间的光路上，在两个折射率之间出现了至少一个跳变。在光输出面上存在多个在光导体纵向上彼此间隔开的光偏转区域。此外，在垂直于光输出面观察时，至少一个光转向棱镜布置在两个相邻的光偏转区域之间。
10.通过至少一个光转向棱镜实现了如下优点：由光输出面入射到该光转向棱镜上的光—其否则可能会入射到交通工具内部的所希望的目标区域附近(例如门内侧附近)—可以转向到目标区域上。由此改善了目标区域中的光效率。于是也可以在很大程度上避免从交通工具内部的否则并非所愿地被照射的区域(例如车柱)发出干扰的散射光。通过在两个折射率之间的跳变，尤其是相比于单组件地且一体地集成到光导体中的棱镜，将实现特别有效的光转向。另一优点是，照明装置可经过布置，从而即使在遮暗的或未被照明的状态下也能看到至少一个光转向棱镜，于是具有新颖的、呈现出高质量的外观。
11.借助多个光偏转区域，可以有利地以基本上公知的方式实现从光导体沿着其纵向有针对性地输出光。
12.在垂直于光输出面观察时，至少一个光转向棱镜布置在两个相邻的光偏转区域之间，这实现了如下优点：至少一个光转向棱镜使得以浅角度从光导体射出的并非所愿的光可以通过全反射要么又转向回到光导体中，要么通过全反射和折射转向到有用光区域中，由此产生了效率提升。相反，以陡角度从光导体射出的有用光有利地在旁边越过至少一个光转向棱镜，并且不受光转向棱镜的影响，例如不会减弱。
13.在垂直于光输出面观察时，至少一个光转向棱镜布置在两个相邻的光偏转区域之间，这可以包括，至少一个光转向棱镜或其所占据的面不与光偏转区域或其所占据的面相交地布置，或者说，这些面不覆盖或交叠。替代地，至少一个光转向棱镜在垂直于光输出面观察时可以分别部分地但不完全地覆盖或交叠一个或两个光偏转区域。另一改进是，至少一个光转向棱镜按面积和/或在纵向上不超过50％地覆盖、特别是不超过25％地覆盖、尤其是不超过10％地覆盖相应的光偏转区域。于是在垂直于光导体的光输出面观察时，至少一个光转向棱镜并不覆盖或者不完全地或仅仅部分地覆盖相关的相邻的光偏转区域。
14.车内照明装置是一种被设置用来照明交通工具内部的至少一个部分区域的照明装置。
15.细长的光导体特别是指其长度明显大于其高度和/或其宽度的光导体。其参照纵向或纵向伸展在端侧的侧面称为端侧面或顶面。至少一个端侧面被设置用于规定光输入面，使得光穿过该光输入面输入到光导体中。光通常可以在一个或两个端侧面上输入。
16.特别地，光导体的长度至少比其宽度大一个数量级，即大至少10倍。然而，长度与
宽度之间的这种大小比例不局限于此，例如也可以处于至少2倍、至少5倍等的范围内。
17.光导体的沿着其纵向—确切地说特别是在两个端侧面之间—伸展的侧面，也可以称为纵侧面。光偏转面和光输出面相应于对面的纵侧面或其较短的部分区域。
18.光导体可以是棒状的或条状的光导体，该光导体在垂直于其纵向的高度和宽度方向上明显比在纵向上短，尤其至少短10倍。这也可以表示为，l>>h、b，l是光导体的长度，h是光导体的高度，b是光导体的宽度。具有这种基本形状的光导体通常也称为棒式光导体。光导体的高度h和宽度b可以具有相同的或不同的大小或延展距离。特别有利地，使用具有关系式l≥10
·
h、b≥5
·
b、h的棒式光导体。
19.光导体可以是板状的或片状的光导体，其高度h和宽度b明显不同，即，l>h>b，或者，l>b>h。高度h和宽度b例如可以相差至少2倍，特别是至少5倍。
20.对于光导体的高度h和宽度b不同的情况，延展距离较大的纵向侧也称为扁平侧，延展距离较小的纵向侧也称为狭窄侧。光输入面和光偏转面可以设置在狭窄侧或扁平侧。
21.一种有利的改进是，光导体沿着其纵向延展具有矩形的横截面，这能实现特别有效的且低损耗的光射出以及有效的光转向。然而，横截面不局限于此，例如也可以规定为两侧扁平的圆、梯形，或者通过自有形状轮廓规定。对于横截面形状相应于两侧扁平的圆的情况，该横截面形状特别也可以作为具有两个不相交的直线圆形截面的圆形形状存在。光偏转面和光输出面位于直线圆形截面上。一种改进是，这些圆形截面相互平行地布置。它们可以具有相同的长度或不同的长度。该横截面形状也可以表示为，它相应于矩形的或梯形的基本形状，该基本形状带有凸起地弯曲的侧边缘，其中，光偏转面和光输出面位于直的侧面上。
22.横截面可以沿着光导体的纵向在大小和/或形状上恒定，但不局限于此。
23.光导体可以在纵向伸展上至少部分地直线地延伸，和/或至少部分地弯曲地延展。
24.光导体尤其是透明的光导体。它例如可以由塑料或玻璃构成。
25.至少一个光源例如可以包括至少一个led。由至少一个光源输入到光导体中的光，通过在光导体的侧面上的反射例如内部的全反射，以基本上公知的方式在光导体中引导。
26.光偏转区域用来使得入射到其上的光以(通常较小的或陡的)这种入射角度转向到光输出面上，从而光在那里不再被反射回到光导体中，而是透过光输出面射出或输出。
27.光输出面在光学上后置了至少一个光转向棱镜，这尤其包括，从光输出面射出的光的一部分随后穿过至少一个光转向棱镜，并由此偏转。光转向棱镜可以是偏转棱镜和/或转向棱镜。从光输出面射出的光的另一部分在旁边越过至少一个光转向棱镜，并且尤其是直接地—进而无衰减地—射到交通工具内部的待照明的区域(“照明区域”)上。特别地，至少一个光转向棱镜的假想垂直地投影到光导体的光输出面上的面积小于光输出面的尺寸，从而从光输出面射出的光的一部分可以在旁边越过至少一个光转向棱镜。
28.在光导体与至少一个光转向棱镜之间的光路上在两个折射率之间出现至少一个跳变，这引起特别有效的光偏转。该条件也可以这样表述：在光导体与至少一个光转向棱镜之间，在不同折射率的物质之间存在至少一个界面。
29.对于车内照明装置具有多个光转向棱镜的情况，一种设计是，这些光转向棱镜—特别是在垂直于光输出面观察时—相互独立地设置在光输出面上。这产生了如下优点：在光转向棱镜之间从光导体射出的或者在旁边越过光转向棱镜的光可无衰减地作为有用光
射出。这种设计尤其包括，两个光转向棱镜并非作为相干材料层的突出的区域相互连接，在这种情况下，在光转向棱镜之间在旁边越过的光还会透射穿过材料层的未突出的区域，并由此例如因菲涅耳损耗和/或反射损耗而衰减和/或散射。
30.一种设计是，光导体具有与至少一个光转向棱镜不同的折射率。于是实现了如下优点：即使当棱镜实际上直接(有时也被薄的无实际光学作用的附着层或粘附层隔开)放置在光导体上，或者甚至与光导体一体地连接时，也将通过棱镜实现特别有效的光转向。不同的折射率例如可以通过光导体和棱镜的不同材料予以提供。在这种情况下，在一种改进中，光导体和棱镜可以由不同的塑料构成，而在另一改进中由不同的玻璃构成。在又一种改进中，这些组件之一由玻璃构成，另一组件由塑料等构成。光导体和棱镜这种材料配对也可以经过设计，使得它们具有相同的或不同的基本材料，其中，至少一种材料设有能改变折射率的添加剂或混合物。塑料例如可以是pmma或pc。
31.一种设计是，至少一个光转向棱镜是与光导体分开地制造的构件。这能实现特别耐用的以及精确且简单地制造的装置。这样也便于提供具有不同折射率的光导体和棱镜。光导体和棱镜的接触面于是可以直接(例如直接地或仅仅被薄的无实际光学作用的附着层或粘附层相互隔开)彼此靠置。
32.一种设计是，至少一个光转向棱镜和光导体形成一体地制造的多组分构件，特别是两组分构件，该构件的形成至少一个光转向棱镜的区域具有与构件的形成光导体的区域不同的折射率。于是实现了非常特别耐用的以及精确且简单地制造的装置的优点。这种多组分构件例如可以采用多组分注塑工艺例如由塑料或玻璃制成。
33.一种设计是，至少一个光转向棱镜通过缝隙与光导体间隔开。这即使当棱镜和光导体的材料相同时也可以借助棱镜实现有效的光转向。替代地或附加地，当这些材料不同时，可以强化光转向效果。
34.一种设计是，所述缝隙是气隙。该气隙可特别低成本地提供。光转向棱镜相对于光导体的位置固定于是例如可以通过侧向的固定来进行，例如作为一体地制造的构件(例如按注塑构件的形式)或者借助独立的固定装置。
35.一种设计是，该间隙是填充了固态材料的间隙，其折射率至少不同于至少一个光转向棱镜的折射率。于是实现了如下优点：提供特别耐用的且有效地转向光的车内照明装置。为了有效的光偏转，特别有利的是，间隙中的材料的折射率不同于光导体的和至少一个光转向棱镜的折射率。光导体的和至少一个光转向棱镜的折射率可以相同或不同。
36.一种设计是，至少一个光转向棱镜在垂直于光输出面观察时完全地或不相交地布置在光偏转区域之间。于是可以有利地提供特别大的未衰减的直接从光导体中输出的有用光部分。
37.一种具有多个在光导体纵向上彼此间隔开的光转向棱镜的设计是，这些光转向棱镜在垂直于光输出面观察时分别布置在两个相邻的光偏转区域之间。光转向棱镜于是在垂直于光导体的光输出面观察时并不覆盖或者不完全地覆盖相关的光偏转区域。换句话说，这些光转向棱镜不完全地覆盖即不覆盖或者仅仅部分地覆盖光偏转区域。于是在该设计中，在垂直于光输出面观察时，在每个光输出面下方始终都留有一个未被光转向棱镜覆盖的区域。
38.一种设计是，至少一个光转向棱镜至少在一侧—特别是在两侧—侧向地突出于光
导体的光输出面，即垂直于光导体的纵向。至少一个光转向棱镜为此例如可以具有比光导体大的宽度。于是实现了可使得特别多的散射光转向到有用光区域内的优点。
39.一种改进是，至少一个光转向棱镜的光射入面平行于光导体的光输出面的相对的面区域布置。
40.一种改进是，至少一个光偏转区域分别缺口形地或者在轮廓横截面中三角形地设计。下面简单地称为“缺口”的光偏转区域可以作为材料凹缺或缩进部引入到光偏转面中，和/或构造成从光偏转面突伸出来的凸起。缺口可以在横截面中带尖角地或倒圆地、对称地或非对称地形成。缺口可以是表面连续的缺口。当存在多个缺口时，相邻的缺口相互间可以具有相同的或不同的距离，至少两个缺口具有相同的或不同的大小，和/或至少两个缺口具有相同的或不同的形状。
41.所述目的也通过一种交通工具得以实现，其具有至少一个如上所述的车内照明装置。该交通工具可以类似于所述车内照明装置地设计，并且产生了相同的优点。
42.交通工具可以是汽车(例如机动车如轿车、载重车、公交车等)、火车、水上交通工具(例如快艇或轮船)或空中交通工具(例如飞机或直升机)。
43.一种设计是，至少一个车内照明装置被设计用于照明门，并且至少一个光转向棱镜相对于光导体经过布置，从而该光转向棱镜使得从光输出面朝向门附近的光转向到门上。一种改进是，车内照明装置尤其引起对c
‑
柱的去炫目。
附图说明
44.下面参照附图示意性地详述本发明的有利的实施例。
45.图1以斜视图示出根据本发明的车内照明装置；
46.图2以剖切的侧视图示出图1的车内照明装置的局部的简化草图；和
47.图3以剖切的正视图示出具有图1的车内照明装置的交通工具的局部。
具体实施方式
48.图1以斜视图示出车内照明装置1，其具有由折射率为n1的透明材料例如塑料如pc或pmma构成的细长的光导体2。
49.光导体2设计成沿着其纵向x直线地伸展的型材体，该型材体具有长度l和矩形的恒定的横截面形状。该光导体在垂直于纵向x的高度方向y上具有高度h，在垂直于纵向x且垂直于高度方向y的宽度方向z上具有宽度b，其中，l>>h且l>>b，特别地，l≥10
·
h且l≥10
·
b。光导体2因而也可以称为棒光导体。此外当前纯示范性地，h>b，特别地，h≥2
·
b，尤其是，h≥5
·
b。光导体2因而明显高度大于宽度。
50.车内照明装置1还具有至少一个光源3，其形式例如为至少一个led，该光源的光可输入到两个端面之一中。该端面因而提供了或者形成端侧面的光输入面4。光导体2的相互平行的具有面积l
·
b的窄侧面提供了或者形成纵向侧的光偏转面5或纵向侧的光输出面6，因而彼此相对。由光源3经由光输入面4输入到光导体2中的光，在该光导体中按基本上已知的方式例如通过全反射引导。
51.在光偏转面5上开设出多个沿着纵向x成排布置的、相互间隔开的缺口7形式的光偏转区域。在此，这些缺口7例如具有根据光输入面4不同的大小和形状，以便实现沿着纵向
x均匀地输出有用光。也可以改变缺口的形状。所有的缺口7在此都示范性地在宽度方向z上连续地构造。
52.如果在光导体2中引导的光射到缺口7之一上，光就被该缺口偏转到光输出面6上，使得那里的入射角允许从光输出面6输出。
53.光学地在光输出面6后面且与其间隔开地，与光输出面6相对地设置了多个在纵向x上成排布置的光转向棱镜8。这些光转向棱镜8彼此独立地布置在光输出面上，并且与光输出面6相对，例如并非通过共同的承载膜等相互连接。但它们可以在光路之外相互连接，例如采用唯一的有时一体地制造的构件的形式。光转向棱镜8本身在宽度方向z上形成直线地伸展的型材体，这些型材体的横截面分别具有特别是恒定的大小和/或形状，但通常不局限于此。横截面在此例如为三角形的横截面。
54.光转向棱镜8尤其与光导体2分开地制造。相比于光导体2，这些光转向棱镜可以由具有折射率n2的材料构成，例如由塑料或玻璃构成，该折射率与光导体n2的折射率n1相等或不等。光转向棱镜8在此例如具有根据光输入面4不同的大小、形状和/或方向。
55.图2以剖切的侧视图在带有两个相同的缺口7和两个相同的光转向棱镜8的光导体2的纵向区段区域中示出车内照明装置1的局部的简化草图。光转向棱镜8具有长度s、高度t和宽度u。
56.特别地，光转向棱镜8在两侧侧向地(即这里：在宽度方向z上)突出于光导体2的光输出面6，或者在那里突伸。即u>b。由此有利地实现特别可靠的去眩光。
57.这些缺口7在纵向伸展或纵向x上以边对边的距离d彼此间隔开。该距离可以例如随着相距光输入面4的距离而变化。光转向棱镜8在垂直于光输出面6观察时或者参照其位置沿着纵向x布置在缺口7之间。
58.光转向棱镜8还通过相应的气隙9与光导体2间隔开地布置在该光导体处。由此，在光导体2与光转向棱镜8之间的相应的光路上，在两个折射率之间，即在此，在光导体2的光输出面6上相对于气隙9和在相应的光转向棱镜10的光射入面10处，出现至少一个跳变。在此认为，折射率n1和n2不同于空气的折射率n0，特别是较大。
59.被缺口7偏转的光l主要在与缺口7相对的区域中从光输出面6输出，确切地说，作为有用光ln输出，该有用光在光转向棱镜8之间穿过，而不受这些光转向棱镜的影响。该有用光范围nb在此大致相应于相对于光输出面6的垂线的大约
±
50
°
的空间角度范围。
60.然而，光l的(“散射光
”‑
)部分ls也从缺口7以如此浅的角度射到光输出面6上，使得这些部分随后射到光转向棱镜8上，并被这些光转向棱镜至少部分地转向到有用光范围nb中。这是特别有利的，因为这样不仅避免了干扰的特别是可能炫目的散射光ls，而且用来强化有用光ln。
61.光转向棱镜8在此为了特别有效的光转向以及为了实现高的光效率而有利地经过成型和布置，使得对于这些光转向棱镜来说满足至少一个如下条件：
62.‑
光输入面10平行于或者相切于光输出面6的相对的区域；
63.‑
光转向棱镜8的长度s小于两个相邻的缺口7特别是两个斜相对地相邻的缺口7的间距d；
64.‑
光输入面10相对于光转向棱镜8的其它面的角度α和β分别小于90
°
；
65.‑
光转向棱镜8的高度介于1mm和10mm之间。
66.至少一个这种条件也可以普遍地被视为有利。角度α和β可以具有相同的或不同的大小。
67.图3以剖切的正视图示出具有至少一个用于照明交通工具f的门t的车内照明装置1的交通工具f的局部。该车内照明装置1安置在顶部区域中的壳体内。相关的或有用的光区域nb朝向在门玻璃s下方的门t的作为照明区域的内侧面。
68.光转向棱镜8相对于光导体2经过布置，从而这些光转向棱镜使得从光输出面6朝向门t附近—例如朝向在此位于门玻璃s后方的c
‑
柱c—的散射光ls转向到门t上。于是实现了如下优点：交通工具乘客在他将其头部为了放松而转向c
‑
柱c时不会被车内照明装置1炫目。实验已表明，否则入射到c
‑
柱c上的干扰的散射光ls可以通过设置光转向棱镜8而使得其光强减小90％～95％。
69.原则上，为了照明交通工具内部区域或内部空间，可以使用一个或多个车内照明装置1。
70.这些附图仅仅是示意图，只用于介绍本发明。相同的或相同作用的部件通篇标有相同的标号。
71.尽管在图1和图2中借助具有三角形横截面的光转向棱镜8介绍了车内照明装置1，横截面形状通常也可以与此不同，例如为梯形。用于具有三角形横截面的光转向棱镜8的上述有利条件于是例如也可以适用于具有梯形横截面的光转向棱镜。
72.车内照明装置的使用不局限于所研究的门照明，而是可以在交通工具内部空间中应用于全部可能的照明任务，特别是用于间接的照明任务。
73.通常，有用光范围的射出方向和张角可以通过适当地选择光转向棱镜的数量、布置方式、形状和大小来符合所希望的使用目的，确切地说，用于各种不同的使用目的，必要时也采用光源和光导体的相同的组合，这能实现特别灵活地且成本低廉地设计车内照明装置。
74.附图标记清单
[0075]1ꢀꢀꢀꢀ
车内照明装置
[0076]2ꢀꢀꢀꢀ
光导体
[0077]3ꢀꢀꢀꢀ
光源
[0078]4ꢀꢀꢀꢀ
光输入面
[0079]5ꢀꢀꢀꢀ
光偏转面
[0080]6ꢀꢀꢀꢀ
光输出面
[0081]7ꢀꢀꢀꢀ
缺口
[0082]8ꢀꢀꢀꢀ
光转向棱镜
[0083]9ꢀꢀꢀꢀ
气隙
[0084]
10
ꢀꢀꢀ
光转向棱镜的光射入面
[0085]
b
ꢀꢀꢀꢀ
光导体的宽度
[0086]
c
ꢀꢀꢀꢀ
c
‑
柱
[0087]
d
ꢀꢀꢀꢀ
顶部
[0088]
d
ꢀꢀꢀꢀ
距离
[0089]
f
ꢀꢀꢀꢀ
交通工具
[0090]
h
ꢀꢀꢀꢀ
光导体的高度
[0091]
l
ꢀꢀꢀꢀ
光导体的长度
[0092]
ln
ꢀꢀꢀ
有用光
[0093]
ls
ꢀꢀꢀ
散射光
[0094]
nb
ꢀꢀꢀ
有用光区域
[0095]
n0
ꢀꢀꢀ
空气的折射率
[0096]
n1
ꢀꢀꢀ
光导体的折射率
[0097]
n2
ꢀꢀꢀ
光转向棱镜的折射率
[0098]
s
ꢀꢀꢀꢀ
门玻璃
[0099]
s
ꢀꢀꢀꢀ
光转向棱镜的长度
[0100]
t
ꢀꢀꢀꢀ
门
[0101]
t
ꢀꢀꢀꢀ
光转向棱镜的高度
[0102]
u
ꢀꢀꢀꢀ
光转向棱镜的宽度
[0103]
x
ꢀꢀꢀꢀ
纵向
[0104]
y
ꢀꢀꢀꢀ
高度方向
[0105]
z
ꢀꢀꢀꢀ
宽度方向
[0106]
α
ꢀꢀꢀꢀ
角度
[0107]
β
ꢀꢀꢀꢀ
角度