用于机动车辆的结合有屏幕的照明装置的制作方法

1.本发明涉及机动车辆照明的领域。更准确地，本发明涉及基于屏幕的机动车辆发信号的领域。


背景技术：

2.已知在机动车辆的照明装置中嵌入屏幕，并且更具体地在机动车辆的发光发信号的装置中嵌入屏幕，以便显示用于供道路使用者使用的信息，例如显示指示门正在打开或车辆的前方存在减速的象形图。
3.为了创建这种屏幕，还已知使用没有封装的小尺寸的光源，并且特别是没有封装这些光源(例如微型led)的外壳。这两个特征使得可以创建紧凑的屏幕，该紧凑的屏幕具有高分辨率和足够的亮度以使在屏幕上所显示的信息对于道路使用者而言在白天和黑夜都是可见的。
4.然而，单独的该屏幕不能执行必须由发信号装置执行的所有的规定的光度功能。具体地，法规控制必须由前发信号装置或后发信号装置(例如，刹车灯、位置灯或甚至方向指示器)所执行的发信号功能。尽管法规在不同国家之间有所不同，但是这些法规在诸多其他规定中限定了发信号功能必须实现的最小光强度。例如，欧洲法规对于约25cm2的这些功能的可见区域强制要求刹车灯的最小值为30000cd/m2、以及方向指示器的最小值为70000cd/m2。然而，以上所描述的类型的屏幕最多仅仅实现5000cd/m2的强度。因此，有必要在发信号装置中设置其他光源，其他光源使得能够执行这些各种不同的规定的发信号功能。
5.此外，已知将形成屏幕的光源安装在使得能够选择性地激活光源中的每个光源的基板上。然而，这种类型的基板具有大致矩形的标准形状，这在屏幕上施加了特定的形状。存在能够创建具有自由形状的且不一定是矩形的发信号装置的屏幕的需求。
6.最后，在照明装置中，屏幕与其他照明或发信号功能(件)的并置由于需要观察屏幕与相邻的功能(件)之间的空间而变得复杂。该空间因此可以在照明装置的整体美学外观中形成中断并且增大照明装置的尺寸。


技术实现要素：

7.本发明落入该背景内，并且本发明意在通过提供一种用于机动车辆的照明装置来满足上述各种不同的需要，该照明装置结合有其形状不受构成屏幕的技术约束的屏幕，并且该照明装置使得除了屏幕之外，还可以执行至少一种规定的光度功能，而不会在美学外观中形成中断或增大照明装置的尺寸。
8.为此，本发明的主题是一种用于机动车辆的照明装置，所述照明装置包括能够选择性激活的多个第一光源和多个第二光源，所述多个第一光源和所述多个第二光源被布置在公共基板上，并且所述多个第一光源的每一个被定位在距所述多个第一光源的其他光源小于1mm的距离处，其特征在于，所述照明装置包括具有第一区域和第二区域的光学元件，
所述第一区域被定位成面向所述多个第一光源，所述第二区域被定位成面向所述多个第二光源，所述第二区域设有光学图案。
9.应当理解，借助于本发明，一方面存在多个第一光源，该多个第一光源被定位成彼此充分靠近以便通过光学元件的第一区域而创建屏幕。此外，存在多个第二光源，该多个第二光源的光分布可以借助于第二区域的光学图案而被合理地散布以执行特别是在最小光强度方面的规定的光度功能。此外，公共基板可以保持其标准形状，屏幕的形状本身是由多个第一光源在该基板上的定位以及第一区域的形状(这两者可以是自由的)来限定的。最后，将光源定位在同一个基板上使得可以避免照明装置的在屏幕与规定的光度功能(件)之间的美学外观的中断，并且避免增大装置的尺寸。
10.有利地，光学元件是一个单件的零件。如果需要的话，从光学元件到多个第一光源和多个第二光源中的每个光源的距离可以小于1毫米。
11.在一个示例性实施例中，所述第一区域是所述光学元件的中央区域，并且所述第二区域是所述光学元件的在所述中央区域的周边的全部或部分上延伸的周边区域。如果需要的话，所述第二区域可以包括多个子区域，每个子区域被定位成面向多个第二光源中的单独的一组光源。在适当的情况下，多个第一光源中的光源被布置成对应于第一区域的形状的布置。
[0012]“光学图案”特别是指以下元件中的一个或多个：例如圆柱形轮廓的装饰物(godrons)；准直器，例如透镜准直器和/或全内反射准直器；棱镜。如果需要的话，光学图案可以定位在光学元件的入射面上，该入射面朝向光源和/或光学元件的出射面定向，该出射面朝向装置的外部定向。例如，可以根据光学元件的曲率和/或倾斜度来限定每个光学图案的轮廓。
[0013]
有利地，所述多个第一光源中的每个光源具有小于500微米的尺寸，并且所述多个第一光源中的光源以小于1毫米的距离彼此分隔开。“光源的尺寸”是指光源的发光表面的宽度和/或长度。优选地，多个第一光源的所有光源的尺寸是一致的。通过示例的方式，多个第一光源中的每个光源可以是具有介于100微米与300微米之间的尺寸的半导体发光单元。作为变型，多个第一光源中的每个光源可以是具有小于100微米的尺寸，特别地包括在30微米与60微米之间的尺寸的半导体发光单元。在适当的情况下，多个第一光源中的光源可以均匀地布置在公共基板上，例如具有小于或等于800微米的间距，或甚至小于或等于300微米的间距。优选地，多个第一光源中的每个光源根本没有封装，例如结合有连接器或光学元件，并且直接安装在公共基板上并连接到该公共基板。
[0014]
在本发明的一个实施例中，所述多个第二光源中的光源具有与所述多个第一光源中的光源相同的特征。“特征”特别是指光源的尺寸和内部结构、以及布置间距和多个第二光源中的每个光源能够选择性地激活的事实。作为变型，可以规定多个第二光源中的光源与多个第一光源中的光源在至少一个特征上是不同的，并且特别是在以上所提及的特征中的一个特征上是不同的。例如，可以规定将多个第二光源中的光源划分成各种不同的能够选择性激活的组，或者甚至使这些光源仅仅同时地激活。
[0015]
有利地，将所述多个第二光源中的两个光源分隔开的距离与所述多个第二光源中的每个光源的尺寸之间的比大于或等于2。该比被称为距离比。优选地，距离比可以大于或等于5。作为变型，面积填充比，也被称为填充因子，即将多个第二光源中的两个光源分隔开
的距离的平方除以该多个第二光源的每个光源的面积，可以大于或等于25。
[0016]
有利地，所述公共基板是有源矩阵基板，所述有源矩阵基板被布置成能够选择性地控制所述多个第一光源中的每个光源，所述多个第一光源中的每个光源借助于整合到所述公共基板中的薄膜晶体管而安装并且连接到所述公共基板。在适当的情况下，有源矩阵基板还被布置成能够选择性地控制多个第二光源中的每个光源。如果需要的话，公共基板可以是弯曲的或柔性的。
[0017]
有利地，所述第二区域的每个光学图案被布置成接收由所述多个第二光源中的一个光源所发射的光线，并且沿着给定的发射轴线聚集这些光线。例如，每个光学图案可以具有如下轮廓，该轮廓的形状被设置成修改由所述光源发射的光线的分布，特别地修改由所述光源发射的这些光线的朗伯分布，以便获得比所述光源的亮度更大的亮度。当距离比大于或等于二、或当填充因子大于或等于四时，该特征是特别有利的，就从光学图案输出的表观亮度而言，也就是说对于位于距照明装置一段距离处的观察者而言的表观亮度，与光源的亮度乘以填充因子的平方成比例。如果需要的话，每个光学图案可以具有如下轮廓，该轮廓的形状被设置成在水平方向上散布由所述光源发射的光线，特别是当所述光源具有基本上方形的发光表面时是这样。
[0018]
有利地，所述第一区域是散射的。例如，第一区域包括纹理，特别是在朝向照明装置的外部定向的面上包括纹理。该特征使得可以通过光学元件的第一区域遮蔽多个第一光源中的光源的可见外观，特别是当光源的间隔间距过大时是这样。作为变型，第一区域可以是平滑的，例如当间隔间距小于800微米，或者甚至小于500微米时。
[0019]
如果需要的话，所述第一区域可以涂覆有抗反射涂层。潜在地，第二区域可以涂覆有抗反射涂层。该特征可以使得减少光源对由相邻的光源形成的像素的可见外观的影响。
[0020]
有利地，多个第一光源中的每个光源具有小于500微米的尺寸，并且多个第一光源中的光源以小于1毫米的距离彼此分隔开，并且多个第二光源的距离比大于2，和/或多个第二光源的面积填充比大于或等于四，并且第二区域的每个光学图案被布置成接收由多个第二光源中的一个光源所发射的光线，并且沿着给定的发射轴线聚集这些光线，而第一区域是散射的或平滑的。
[0021]
有利地，所述照明装置包括控制单元，所述控制单元被布置成能够选择性地控制所述多个第一光源中的光源，使得所述照明装置在所述光学元件的所述第一区域中形成屏幕，所述控制单元被布置成控制所述多个第二光源中的光源，使得所述照明装置从所述光学元件的所述第二区域发射至少一个光束作为输出，所述至少一个光束参与预定的规定的发信号功能的执行。换言之，可以由多个第一光源中的一个光源发射的光线形成屏幕的像素。此外，由多个第二光源中的光源所发射的并且被光学图案偏转的光线一起形成至少一个光束，该至少一个光束执行预定的规定的发信号功能的全部或部分功能。优选地，控制单元被布置成接收来自机动车辆的计算机的指令，并且根据所述指令来控制装置的光源，例如以便在屏幕上显示象形图、和/或创建位置灯、刹车灯和/或方向指示器。在第二区域包括多个子区域的情况下，每个子区域被定向成面向多个第二光源中的单独的一组光源，控制单元可以被布置成能够选择性地控制所述组中的每个组，使得每个组发射被相关联的子区域的光学图案偏转以执行单独的预定的规定的发信号功能的光束。
附图说明
[0022]
现在将通过示例的方式并且参考随附的说明来描述本发明，这些示例仅是说明性的并且绝不是限制本发明的范围，在附图中：
[0023]
[图1]示出了根据本发明的一个实施例的照明装置的主视图；
[0024]
[图2]示出了构成[图1]的照明装置的各个不同的元件；
[0025]
[图3]示出了沿[图1]的照明装置的第一平面的截面视图；
[0026]
[图4]示出了沿[图1]的照明装置的第二平面的截面视图。
具体实施方式
[0027]
在[图1]中，已经示出了用于机动车辆的包括尾灯2的照明装置1。
[0028]
尾灯2被划分成多个段，每个段执行一个或多个给定功能。在所描述的示例中，尾灯2被划分成：创建屏幕21的中央段、创建方向指示器22的左下周边段、创建后雾灯23的右下周边段、和交替地参与位置灯的创建和刹车灯24的创建的上周边段。
[0029]
照明装置1还包括控制单元3，该控制单元3被布置成接收由机动车辆的中央计算机所发送的指令i，并且根据所述指令i来控制所述各种提及的功能(件)的开启和/或关闭以及屏幕21上的象形图p的显示。
[0030]
现在将结合[图2]来描述尾灯2的结构。
[0031]
尾灯2在一侧包括用于创建屏幕21的多个第一光源41和被划分成组42、43和44的多个第二光源，每个组用于分别执行方向指示器22的功能、后雾灯23的功能、和位置灯/刹车灯24的功能。
[0032]
多个第一光源和多个第二光源布置在公共基板4上。
[0033]
在所描述的示例中，多个第一光源41全部是微型led，即没有封装并且其尺寸(即长度和宽度)为60微米的半导体发光单元。这些单元以矩阵形式布置在公共基板4上，并且以300微米的间距均匀地间隔开。应当注意，多个第一光源41的距离比(即这些光源的间隔间距与这些光源的尺寸之间的比)可以介于3与8之间。
[0034]
多个第二光源42、43、44也是微型led，该微型led的尺寸和在公共基板4上的布置与多个第一光源41一致。应当注意，这些光源可以根据该光源用于创建的尾灯的段而不同，特别是在该光源发射的光线的颜色方面或在尺寸方面和在间隔间距方面不同。具体地，以上所提及的发信号功能受到颜色方面的规定的要求。例如，方向指示器的功能必须由琥珀色的光束来执行，而位置灯和刹车灯的功能必须由红色的光束来执行。因此可以设想使用以下的微型led：
[0035]
a.所述微型led直接发射的光线的颜色对应于该微型led用于创建的段所需的颜色；
[0036]
b.所述微型led的尺寸小，并且该微型led相对于屏幕以更小的间距布置，这些微型led发射不同颜色的光线，使得相邻的微型led一起发射其颜色通过加法合成与该微型led用于创建的段所需的颜色相对应的光线；
[0037]
c.所述微型led发射的光线的颜色随后被滤光器修改。
[0038]
参考[图2]应当注意，多个第一(光源)41的布置和多个第二(光源)的各个不同组42、43和44的布置对应于各个不同段21、22、23和24的形状，所有的光源仍然形成布置在公
共基板4上的单一组件，公共基板的角部45根本没有光源。
[0039]
公共基板4是矩形的且柔性的有源矩阵基板。多个第一光源和多个第二光源中的每个光源借助于整合到公共基板中的薄膜晶体管(tft)而被安装并连接到该公共基板4。该类型的基板使得可以借助于控制单元3来选择性地控制光源中的每个光源，可以理解的是，在所描述的示例中，同一组42、43或44的光源一起被控制以便控制该组的光源用于执行的功能的开启和/或关闭，而多个第一光源41能够被选择性地控制以便每个光源形成屏幕21的一个像素，从而使得可以在屏幕21上显示象形图p。作为变型，将可以规定对组42、43、44的光源中的每个光源进行选择性地控制，例如以便执行动态照明功能。
[0040]
由于基板4是柔性的，因此角部45可以朝向尾灯2的后部折叠，从而使得位于机动车辆外部的使用者看不到该角部。
[0041]
尾灯2还包括光学元件5，该光学元件5呈单件的形式，透明或半透明的零部件，被定位成在500微米的距离处面向公共基板4，以便接收由光源发射的光。
[0042]
更具体地，光学元件5被划分成第一中央区域51和本身包括子区域52、53和54的第二周边区域。
[0043]
第一中央区域51被定位成面向多个第一光源41，并且该第一中央区域51的形状基本上对应于这些光源的布置的形状以及段21的布置的形状。同样地，子区域52、53和54中的每个子区域被定位成分别面向多个第二光源的组42、43和44中的一个组。
[0044]
[图3]和[图4]示出了尾灯2的沿着[图1]所示的竖直平面p1和p2的截面，从而使得理解这些第一区域和第二区域的结构和功能。
[0045]
第一中央区域51在其出射面(即其朝向尾灯2的外部定向的面)上设有纹理61。该纹理使得可以漫射由多个第一光源41所发射的光，例如以便防止这些光源之间的间隔被位于机动车辆外部的使用者看到。此外，第一中央区域51设有抗反射涂层，该抗反射涂层使得可以防止由多个第一光源41中的一个光源所发射的光损害由相邻的光源所形成的像素的外观。
[0046]
光学元件5的每个子区域52、53和54包括形成在该子区域的出射面上的光学图案62、63和64。
[0047]
子区域52、53或54的每个光学图案62、63或64被布置成接收由与该子区域相关联的组42、43或44的光源中的一个光源所发射的光线f，并且聚集这些光线f，使得从所述光学图案输出的表观亮度大于所述光源的亮度。
[0048]
在所描述的示例中，与组42、43或44的光源中的一个光源如此相关联的每个光学图案62、63和64是复曲表面的装饰物(godron)，也就是说，在一个方向上具有一个曲率并且在另一方向上具有另一曲率，其被确定为特别地是所述相关联的光源到光学元件5的距离、与所述光源垂直的光学元件5的曲率、以及用于由所述光源所属的组来执行的发信号功能22、23和24的函数。
[0049]
由此确保由组42、43和44中的每个组的光源的光线f所创建的并且被子区域52、53和54的光学元件62、63和64所偏转的光束中的每个光束符合管理功能22、23和24的规定的要求，特别是在最低光强度方面的规定的要求。
[0050]
应当注意，尾灯2可以包括图示元件不同的元件，并且特别地包括限定在其中布置公共基板4和光学元件5的空间的外壳和封闭外透镜。
[0051]
以上描述清楚地解释了本发明如何能够实现为其设定的目标，即，提供一种用于车辆的结合有自由形状的屏幕的照明装置，并且该照明装置还能够执行一个或多个规定的光度功能，这通过以下方式实现，即规定将用于执行这些功能和用于创建屏幕所需的光源定位在同一基板上，以及通过扩展屏幕的光学元件以便可以将光学图案添加到该光学元件，使得可以偏转所发射的光，并且由此符合管理这些光度功能的规定的要求。
[0052]
在任何情况下，本发明不应被视为限于本文中具体描述的实施例，并且特别地延伸到任何等效手段以及这些手段的任何技术上可操作的组合。特别地可以设想具有不同于所描述的那些的轮廓或类型的轮廓或甚至类型的光学图案，并且特别是准直器、微透镜或甚至棱镜。