光学组件、车灯和车辆的制作方法

1.本发明涉及一种光学组件、车灯和车辆。


背景技术：

2.由us2011007518a1已知一种用于机动车的光学装置，其例如为照明或指示装置。该光学装置包括：至少两种光源，它们用于不同的预定的光功能；主光导，其具有出射端并且用于将光源产生的光朝该出射端引导，使得出射端限定用于两种光功能的共同的出光面。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于车辆的光学组件，在该光学组件中能够将光源发出的光引导到出光面处，以实现期望的点亮效果。
4.根据本发明，提出的用于车辆的光学组件包括：第一光导元件，其具有第一延伸方向；第二光导元件，其具有第一出光区域，该出光区域具有第二延伸方向；光源，其发出的光耦入第一光导元件中，并经第一光导元件传导地引导到第二光导元件的出光区域中，第一光导元件在背离光源的光出射端具有第一反射面，以将光朝第二光导元件的第一出光区域的第二光耦入面反射，其中，第一延伸方向与第二延伸方向围成的角度为锐角，第一光导元件具有沿着光的传播方向布置在第一反射面下游的光偏转面，其中，该光偏转面始于第一反射面、逆着光在第一光导元件中的传播方向倾斜地朝第二光耦入面的方向延伸。
5.通过提出的方案，能够改变光源的光的行进路径，将光以期望的方式引导到形成出光区域的光导元件中，例如使得经光耦入面进入到相关的出光区域中的光在界面处满足全反射条件，增大照射面积。与此同时，组成光学组件的光导元件本身的结构简单，便于制造。
6.根据本发明的实施方式，第二光导元件具有第二出光区域，第一光导元件的光出射端处在第一出光区域和第二出光区域之间，其中，第一光导元件在光出射端具有分配给第二出光区域的第二反射面。因此，可通过相同的光源同时点亮不同的出光区域，从而例如可减少光源的数量。这特别在相关的出光区域需同时点亮时是有利的。
7.根据本发明的实施方式，光出射端开槽，以形成将光分别朝第一出光区域和第二出光区域反射的第一反射面和第二反射面。因此，第一反射面和第二反射面可具有不同的取向，以将光朝相关的出光区域引导。
8.根据本发明的实施方式，第一出光区域和第二出光区域具有相同的延伸方向，其中，在第一反射面和第二反射面之间布置有桥接面。通过桥接面能够补偿在第一出光区域和第二出光区域之间的在空间上的错位，以将光引导到相应的出光区域中。
9.根据本发明的实施方式，在第一出光区域和第二出光区域中设置有光解耦结构，使得光能够从出光区域出射。在这里将“光解耦结构”理解成破坏光在出光区域中的全反射条件的结构，其例如呈凸起和/或凹陷阵列的形式的结构；当然，其他形式的光解耦结构也
是可行的。
10.根据本发明的实施方式，第一光导元件和第二光导元件为板状。特别在第二光导元件为板状时，可实现面状的点亮效果。板状的光导元件的出光区域的周向轮廓可根据需要来限定。
11.根据本发明的实施方式，第一光导元件由聚碳酸酯构成，其中，α《79
°
；或者第一光导元件由聚甲基丙烯酸甲酯构成，其中，α《84
°
。在上述情况下，可通过设置在第一光导元件中的光偏转面将光源的光导引到第二光导元件中。
12.根据本发明的实施方式，第二光导元件为一体件。为此，第二光导元件为一体件，并可由塑料注射成型。第二光导元件可由和第一光导元件相同的材料构成；当然，它们也可由不同的材料形成。
13.根据本发明的实施方式，第一光导元件的面向光源的光入射端设有光准直结构。通过光准直结构将光源的光准直成平行光束，或至少近似准直成平行光束，以有利于后续的光的进一步的处理。
14.根据本发明的实施方式，光学组件具有光导杆，光源布置在光导杆的一端，光源发出的光经光导杆传导地耦入第一光导元件中。光导杆可至少部分区段地具有弯曲的走向，从而可通过光导杆的走向来匹配相邻出光区域的相邻的边界的走向，以实现预定的点亮效果。
15.根据本发明的实施方式，光偏转面为结构化的表面。示例性地，这种结构化的光偏转面为波形表面(诸如三角形波形表面、弧形波形表面等)、微型结构阵列面(诸如凸起和/或凹陷阵列结构等)或皮纹面。
16.根据本发明的实施方式，第一出光区域和第二出光区域通过挡光部彼此分开，以实现期望的点亮效果。
17.根据本发明的另一方面，提出了一种车灯，该车灯具有上述光学组件。
18.根据本发明的又一方面，提出了一种车辆，该车辆具有上述的光学组件或车灯。
附图说明
19.下面借助附图进一步阐述本发明，其中，
20.图1示意性地示出了根据本发明的光学组件的前视图；
21.图2示意性地示出了根据本发明的光学组件的后视分解视图；
22.图3示出了光学组件的沿着图1的线a-a的剖视图；
23.图4示出了图3的区域d的局部放大图；
24.图5示出了图1的光学组件的第一光导元件的立体视图；
25.图6示出了图5的第一光导元件的光入射端的一实施方式；以及
26.图7示出了根据本发明的另一实施方式的光学组件的剖视图。
具体实施方式
27.在下文中示例性地说明了本发明的实施方式。如本领域的技术人员应该意识到的那样，在不背离本发明的构思的情况下，所说明的实施方式可以各种不同的方式进行修改。因此，附图和说明书本质上为示例性而非限制性的。在下文中，相同的附图标记通常表示功
能相同或相似的元件。
28.在图1中示出了根据本发明的车辆的光学组件1。可看出的是，该光学组件1具有两个出光区域，即，第一出光区域41和第二出光区域42。在示出的示例中，两个出光区域41、42彼此间隔开、并且具有不同的形状。第一出光区域41和第二出光区域42由光导元件4形成，该光导元件4保持在支架2中。支架例如可为用于车辆的车灯的遮光板，诸如饰框。因此，出光区域的间隔开区域可通过支架2的区段21填充。
29.如在图2中看出的那样，为光学组件1的光导元件4分配有另一光导元件3。在下文中，为了表述方便，用附图标记3表示第一光导元件，用附图标记4表示第二光导元件，其中，序数词“第一”、“第二”等等结合技术特征的表述仅用于区分功能相同或基本相同的元件，而没有限定作用。光学组件1还具有光源l，光源l发出的光经第一光导元件3引导地耦入到第二光导元件4中，由此点亮第二光导元件4的相应的出光区域。在示出的示例中，第一出光区域41和第二出光区域41上下布置，第一光导元件3的光出射端32处在两出光区域之间的中间区域43处，并且在光出射端32处设置有分配给相应的出光区域的光反射面33、34，这将在下文中进行进一步阐述。
30.光学组件1的支架2可设有卡扣22，以用于光学组件1的固定，例如固定在车辆的车灯的壳体上。
31.第二光导元件4为板状，优选地为平板状。在第二光导元件4的出光区域的面向第一光导元件3的一侧可设有光解耦结构46，以破坏耦入到第二光导元件4中的光在第二光导元件4中的全反射条件。例如，上部的第一出光区域41的光解耦结构46是倾斜的条形阵列结构，下部的第二出光区域44的光解耦结构46是水平和竖向条形阵列结构的组合，以在光源通电时最终呈现预期的点亮效果。光解耦结构46的最小组成单元可为凹陷(参见图4)和/或凸起，其可排成预定的造型，例如线状或其他图案。
32.第一光导元件3可为长形板状，其光出射端32的光反射面33、34长度分别对应于第二光导元件4的光耦入面44、45的长度。
33.下面借助图3和图4进一步阐述根据本发明的光学组件1。在示出的剖视图中，第一光导元件3具有第一延伸方向e1，第二光导元件4的第一出光区域41具有第二延伸方向e2。可看出，第一延伸方向e1与第二延伸方向e2围成角度α，其为锐角。例如，第一光导元件3可由聚碳酸酯构成，其中，α《79
°
；或者第一光导元件3可由聚甲基丙烯酸甲酯构成，其中，α《84
°
。沿着光的传播方向，第一光导元件3在其分配给第一出光区域41的第一反射面33的下游设有光偏转面35，该光偏转面35始于第一反射面33、逆着光在第一光导元件3中的传播方向倾斜地朝第二光耦入面44的方向延伸，以使耦入第一出光区域41中的光在第一出光区域41的内侧表面41i和外侧表面41a处满足全反射条件。
34.在图4的示例中，光偏转面35在竖向上处在第一反射面33和第一光导元件3的上侧面37之间，光偏转面35可看作第一光导元件3的顶端的斜切部，因此上侧面37与光偏转面35具有不同的延伸方向。替代地，在未示出的示例中，光偏转面35可从第一光导元件3的上侧面37突出，并同样始于第一反射面33、逆着光在第一光导元件3中的传播方向倾斜地朝第二光耦入面44的方向延伸。
35.第二光导元件4的第二出光区域42布置在第一出光区域41的下侧。因此，第一光导元件3的光出射端32可布置在第一出光区域41和第二出光区域42之间，其中，第一光导元件
3在光出射端32还具有分配给第二出光区域42的第二反射面34，以将光朝第二出光区域42的第三光耦入面45反射。为此，光出射端32开槽，以形成将光分别朝第一出光区域41和第二出光区域42反射的第一反射面33和第二反射面34。例如，第一反射面33和第二反射面34的面积大小可匹配于第一出光区域41和第二出光区域42的面积大小来分配，以实现各出光区域的均匀的出光强度。
36.在示出的示例中，第二出光区域42具有和第一出光区域41相同的延伸方向。因此，第一光导元件3和第二出光区域42的延伸方向围成的角度为钝角。在第一反射面33和第二反射面34之间布置有桥接面36，其延伸方向可对应于光传播方向。在这种情况下，第一光导元件的下侧面38的沿着光在里面的传播方向的前部区段形成光离开第一光导元件3的区域，该区域无需像和光偏转面35那样来处理，即该前部区段的延伸对应于下侧38的延伸。通过l1和l2示意性地示出了示出的光学组件1的光路。
37.在未示出的实施方案中，第二出光区域42可和第一出光区域41一样布置成和第一光导元件3围成锐角。为此，可设置和光偏转面35那样的另一光偏转面。
38.示例性地，第一光导元件3的上侧面37和下侧面38可进行全反射处理，例如设有光反射层或光反射板，以防止光从上侧面37和下侧面38漏出。
39.优选地，第二光导元件4为一体件。这对于装配是有利的。因此，第一出光区域41和第二出光区域42可连接在一起或通过其他部段连接在一起，并且在它们的交接区域处形成有用于第一光导元件4的中间区域43，其呈凹处的形式，该凹处的上下内壁形成相应的出光区域的光耦入面。必要时，凹处的底部设有挡光部21。因此，在光源l通电时，可显现出不同的点亮区域。各出光区域可具有不同的形状。
40.倾斜的光偏转面35可为结构化的表面，以提高出光均匀性。示例性地，光偏转面35可为波形表面(诸如三角形波形表面、弧形波形表面等)、微型结构阵列面(诸如凸起和/或凹陷阵列等)或皮纹面等等。
41.第一光导元件3的面向光源l的光入射端31可设有光准直结构39。光准直结构39可由多个单元39a构成，它们线性排列，每个单元39a分配一个光源l。单元39a具有围成凹部的三个光入射面311、312、313和与该凹部邻接的光反射面314、315，它们协作地对接收的光进行准直。
42.替代地，支架2和第二光导元件4同样可一体地实施。为此，支架2可由不透光的材料构成，第二光导元件4由透光材料构成。在这种情况下，可采用双色注塑的制造工艺。
43.光源l可为半导体光源，例如发光二极管。
44.在图7中示出了光学组件1的另一实施方式。在该实施方式中，光学组件1具有光导杆5，光源l布置在光导杆5的一端，光源l发出的光经光导杆5传导地经第一光耦入面30耦入第一光导元件3中。该光学组件1的其他结构可类似于上文阐述的那样的光学组件1来实施，这里不再赘述。
45.本发明不限于上述结构，也可以采用其他的各种变体。虽然已经通过有限数量的实施方式描述了本发明，但是受益于本公开，本领域技术人员可以设计出不脱离在此公开的本发明的保护范围的其他实施方式。因此，本发明的保护范围应仅由所附权利要求限定。