用于機動車照明裝置的光導體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光導體，其包括管狀的基體，該基體這樣地具有圍繞縱軸線封閉的內(nèi)表面并且具有外表面，從而形成沿著縱軸線延伸的內(nèi)腔，該內(nèi)腔沿著縱軸線圍繞縱軸線在耦合輸入方向上敞開，其中，基體在耦合輸入方向上具有耦合輸入?yún)^(qū)段，在該耦合輸入?yún)^(qū)段上設有至少一個光耦合輸入面，并且基體在與耦合輸入?yún)^(qū)段相反的方向上沿著縱軸線具有帶有光耦合輸出面的耦合輸出區(qū)段。所述基體由轉(zhuǎn)向面界定，使得能通過光耦合輸入面耦合輸入到基體中的并且能在該基體中被引導的光在轉(zhuǎn)向面上內(nèi)部全反射之后能這樣地通過光耦合輸出面耦合輸出，使得光具有共同的相對于縱軸線沿徑向的方向分量。
【專利說明】用于機動車照明裝置的光導體

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能用在機動車照明裝置中的光導體。

【背景技術(shù)】
[0002]在機動車照明裝置的領域內(nèi)通常希望得到圍繞軸線分布的、特別是圍繞軸線徑向定向的光分布，利用該光分布供給其他光學元件、如反射器或光導體，以便產(chǎn)生照明裝置的所希望的射出光分布。
[0003]在現(xiàn)代的機動車照明裝置中通常使用LED光源。這樣的LED光源大多構(gòu)成為LED芯片，該LED芯片具有基本上平坦的光射出面并且把光圍繞主射出方向平均地垂直于光射出面射出。此外，在一個照明裝置中通常使用多個光源，以便產(chǎn)生所需的強度。所述多個光源例并排地設置在一個電路板上。在這樣的實施方案中因此在原理上產(chǎn)生原始徑向射出的光源是有問題的。
[0004]在EP I 691 130 Al中例如描述了一種照明裝置，借助該照明裝置能使來自多個并排設置在一個電路板上的LED芯片的光在一個徑向分布中成形。該照明裝置包括一個圓柱形的空心體作為光導體，該光導體在一個方向上沿著縱軸線敞開?？招捏w在其敞開的方向上具有圓形的、帶狀圍繞縱軸線的光輸入耦合面，該光輸入耦合面垂直于縱軸線延伸?？招捏w在其相反的端部上具有同樣環(huán)繞的、帶狀的并且垂直于縱軸線延伸的光輸出耦合面。通過光輸入耦合面能供給多個圓形地設置在一個電路板上的LED的光。光導體在此這樣定位，使得其縱軸線垂直于該電路板延伸并且由LED射出的光能通過光輸入耦合面耦合輸入到空心體中。在光導體之后的光路中設有單獨的轉(zhuǎn)向體。該轉(zhuǎn)向體具有反射面，該反射面繞光導體的光耦合輸出面隆起并且關(guān)于縱軸線在徑向向外的方向上是敞開的。在光導體中引導的光通過光耦合輸出面出來并且然后基本上沿著縱軸線向反射面擴散。通過在反射面上的反射而產(chǎn)生徑向的光分布。因此在制造該照明裝置時將多個構(gòu)件(光導體、轉(zhuǎn)向體……)相互定向并且相互固定。各個構(gòu)件彼此獨立地制作。由此，制造和裝配可能變得耗費和昂蟲貝ο


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務在于，以簡單的、可靠的并且經(jīng)濟的方法產(chǎn)生所希望的光分布。特別是應當可以給光分布供給多個光源。
[0006]所述任務通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的光導體來解決。有利的實施方案由從屬權(quán)利要求和以下描述中得出。
[0007]光導體具有構(gòu)成為管狀空心體的基體，該基體具有圍繞縱軸線封閉的內(nèi)表面并且具有圍繞該縱軸線封閉的外表面，從而形成沿著縱軸線延伸的、由內(nèi)表面界定的內(nèi)腔。該內(nèi)腔至少在一個方向上沿著縱軸線敞開，該方向以下稱為I禹合輸入方向?；w在I禹合輸入方向上具有耦合輸入?yún)^(qū)段或者說在耦合輸入方向上被耦合輸入?yún)^(qū)段界定。在耦合輸入?yún)^(qū)段上設有至少一個用于將光耦合輸入到基體中的光耦合輸入面?；w在與耦合輸入?yún)^(qū)段相反的方向上沿著縱軸線具有帶有光耦合輸出面的耦合輸出區(qū)段，該光耦合輸出面用于將光從基體耦合輸出。
[0008]基體在此朝向內(nèi)腔由圍繞縱軸線封閉的內(nèi)表面并且在背離縱軸線的方向上由圍繞縱軸線封閉的外表面這樣界定，使得通過光稱合輸入面稱合輸入的光可在基體中在內(nèi)表面和外表面上內(nèi)部全反射的情況下朝向耦合輸出區(qū)段被弓I導。
[0009]本發(fā)明的基本構(gòu)思在于，基體由轉(zhuǎn)向面界定，該轉(zhuǎn)向面為了通過光耦合輸入面耦合輸入到基體中的并且在該基體中被引導的光線而在光路中設置在光耦合輸入面和光耦合輸出面之間。轉(zhuǎn)向面設立為用于使得被引導的光線可在內(nèi)部全反射的情況下被轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向就此而言已經(jīng)在基體內(nèi)進行。轉(zhuǎn)向面在此這樣定向，使得所有的在轉(zhuǎn)向面上轉(zhuǎn)向之后通過光耦合輸出面出來的光線具有共同的相對于縱軸線沿徑向的方向分量。特別是，共同的徑向的方向分量指向相同(關(guān)于兩個可想到的徑向方向朝向縱軸線或背離縱軸線)。徑向方向在這方面將不同于朝向縱軸線的方向和背離縱軸線的方向。就此而言有兩個可能的徑向方向。例如，當光線從縱軸線在垂直于縱軸線的平面內(nèi)全部徑向向外延伸時，光線具有共同的徑向方向分量。
[0010]特別是轉(zhuǎn)向面如此構(gòu)成，使得在其上全反射的光線全部具有在這個徑向方向(亦即朝向縱軸線或背離縱軸線)上的方向分量。
[0011]轉(zhuǎn)向面使光線特別是這樣轉(zhuǎn)向，使得通過光耦合輸出面耦合輸出的光線的方向分量中的徑向于縱軸線的方向分量是最大的。
[0012]轉(zhuǎn)向面原則上可以構(gòu)成為內(nèi)表面或外表面的區(qū)段，但或者從這些面通過棱邊或中間面脫離。
[0013]利用按照本發(fā)明的光導體可以按簡單的方式得到所希望的光分布。特別是可以實現(xiàn)徑向光源。按照本發(fā)明的實施方案能給光分布提供多個光源、特別是LED。這些光源可以這樣地構(gòu)成和設置，使得它們基本上平行于縱軸線地射出(光)。多個光源可以并排地設置在一個電路板上，這能產(chǎn)生密集的光分布。
[0014]按照本發(fā)明的光導體特別是構(gòu)成為一體式的。特別是，耦合輸出區(qū)段一體式地與耦合輸入?yún)^(qū)段相連接。內(nèi)表面、外表面和轉(zhuǎn)向面就此而言是一個唯一主體的界定面。優(yōu)選地，管道體僅僅由基體構(gòu)成。這能實現(xiàn)簡單的、可靠的并且經(jīng)濟的制造?；w例如可以按簡單的方式以注塑成型方法制造。為了得到徑向的光分布，在此不必使多個元件相互定向并且彼此挨著固定，如在已知的解決方案中是這種情況。
[0015]內(nèi)表面在垂直于縱軸線的橫截面內(nèi)通常具有圍繞縱軸線簡單封閉的走向(特別是封閉的、本身不相交的曲線的走向)。相應的內(nèi)容適用于外表面。在垂直于縱軸線的橫截面中，內(nèi)表面和/或外表面優(yōu)選光滑地、亦即無彎折地延伸。優(yōu)選地，基體局部具有通常的空心圓柱體的形狀，該空心圓柱體的內(nèi)壁和/或外壁分別通過圍繞縱軸線封閉的(特別是簡單封閉的)曲線沿著縱軸線的平移來限定。通過內(nèi)表面和/或外表面的形狀，光分布可以被影響，該光分布在使用具有光源的光導體的情況下通過光耦合輸出面出來。
[0016]內(nèi)表面和/或外表面在垂直于縱軸線的橫截面內(nèi)特別是具有圓形的、橢圓形的或者卵形的走向。基體優(yōu)選至少局部具有圍繞縱軸線延伸的空心圓柱體的形狀，該空心圓柱體的壁在內(nèi)表面和外表面之間形成。
[0017]耦合輸出的光的所述徑向方向分量原理上可以背離縱軸線指向，優(yōu)選這樣，使得光已經(jīng)在背離縱軸線的方向上通過光耦合輸出面耦合輸出。但也可想到，耦合輸出的光線首先具有朝向縱軸線的徑向方向分量，并且然后在其余的光路中、必要時在縱軸線的區(qū)域內(nèi)交叉之后，背離縱軸線以徑向方向分量延伸。
[0018]內(nèi)表面和/或外表面優(yōu)選這樣構(gòu)成，即，基體的壁厚在從耦合輸入?yún)^(qū)段出發(fā)朝向耦合輸出區(qū)段的走向中增大。壁厚在這里表示外表面與內(nèi)表面的距離，例如在垂直于縱軸線的剖面內(nèi)觀察到的。該實施方案導致，在基體的在內(nèi)表面和外表面之間的壁中被引導的光束在多重全反射的情況下在從耦合輸入?yún)^(qū)段至耦合輸出區(qū)段的走向中增大地繞縱軸線的方向?qū)?。就此而言，通過光耦合輸入面耦合輸入的光束的束張角通過在彼此背離延伸的內(nèi)表面和外表面之間的全反射而減小。此外通過具有彼此背離延伸的壁的實施方案簡化了制造。例如，基體可以在注塑成型模具中制造，并且按簡單的方式在擴寬的壁厚的方向上(亦即在耦合輸出區(qū)段的方向中)從注塑成型模具中取出。基體特別是構(gòu)成為無側(cè)凹的。
[0019]基體的形狀可以進一步構(gòu)造，以便能實現(xiàn)盡可能大量的光源的光耦合輸入。為此，例如內(nèi)表面和/或外表面離縱軸線具有距離，該距離至少局部沿著從耦合輸入?yún)^(qū)段向耦合輸出區(qū)段的走向減小。內(nèi)表面和/或外表面例如在耦合輸入?yún)^(qū)段的區(qū)域內(nèi)比在耦合輸出區(qū)段的區(qū)域內(nèi)離縱軸線具有更大的距離。就此而言，內(nèi)腔可以在耦合輸入?yún)^(qū)段的區(qū)域內(nèi)比在基體的其余走向中、尤其是比在耦合輸出區(qū)段內(nèi)具有更大的橫截面積(垂直于縱軸線觀察到的)。內(nèi)表面和/或外表面的距離或者說內(nèi)腔的橫截面積的大小確定圍繞縱軸線設置的光耦合輸入面的延伸尺寸。所述的實施方案因而能實現(xiàn)更大數(shù)量的光源這樣圍繞縱軸線設置，使得發(fā)出的光可以通過光耦合輸入面供給到基體中。
[0020]耦合輸出的光徑向方向分量基本上通過在轉(zhuǎn)向面上的全反射得到。特別是，轉(zhuǎn)向面這樣構(gòu)成，使得在基體中被引導的光已經(jīng)在轉(zhuǎn)向面上全反射之后具有所希望的徑向方向分量。光的另外方向改變可以在通過光耦合輸出面耦合輸出時進行，例如通過折射。就此而言，光I禹合輸出面可以附加地構(gòu)成為用于賦予I禹合輸出的光以徑向的方向分量。轉(zhuǎn)向面也可以這樣構(gòu)成，使得耦合輸出的光從虛擬的焦點發(fā)出。
[0021]轉(zhuǎn)向面可以按如下方式限定，S卩，內(nèi)表面和/或外表面在其從耦合輸入?yún)^(qū)段至耦合輸出區(qū)段的走向中具有徑向向外或徑向向內(nèi)(關(guān)于縱軸線)彎折的走向。這樣形成的彎折可以限定至轉(zhuǎn)向面的過渡。例如如果內(nèi)表面在從耦合輸入?yún)^(qū)段至耦合輸出區(qū)段的走向中徑向向外彎折，則光可以通過在彎折的內(nèi)表面上的全反射沿徑向向外的方向轉(zhuǎn)向。彎折的區(qū)段便形成轉(zhuǎn)向面。
[0022]不過轉(zhuǎn)向面也可以以無彎折的走向?qū)崿F(xiàn)。例如可想到，內(nèi)表面和/或外表面在耦合輸出區(qū)段的區(qū)域內(nèi)沿著其從耦合輸入?yún)^(qū)段至耦合輸出區(qū)段的走向徑向向外背離縱軸線彎曲。例如，管狀的基體可以在耦合輸出區(qū)段的區(qū)域內(nèi)漏斗形地發(fā)散。內(nèi)表面和/或外表面的彎曲優(yōu)選是連續(xù)的并且具有連續(xù)的曲率、特別是無彎折的。通過在向外彎曲的外表面上的全反射，在基體中在內(nèi)表面和外表面之間被引導的光徑向向外偏轉(zhuǎn)。由此可以如所希望的那樣得到具有徑向射出分量的光分布。外表面的徑向向外彎曲的區(qū)域因此可以限定轉(zhuǎn)向面。
[0023]光耦合輸出面可以(特別是在上述的實施方案中)以有利的方式由在內(nèi)表面和外表面之間延伸的壁面形成，該壁面界定基體。
[0024]原則上，轉(zhuǎn)向面可以由內(nèi)表面的區(qū)段形成。光接著通過在轉(zhuǎn)向面上的全反射優(yōu)選帶有徑向的方向分量地遠離縱軸線轉(zhuǎn)向。光耦合輸出面接著可以構(gòu)成為外表面的區(qū)段。
[0025]不過也可想到，轉(zhuǎn)向面由外表面的區(qū)段形成。在這種情況下，光可以通過在轉(zhuǎn)向面上的全反射帶有徑向的方向分量地朝向縱軸線轉(zhuǎn)向。光耦合輸出面接著可以有利地構(gòu)成為內(nèi)表面的區(qū)段。在這樣的實施方案中，光線可以首先朝向縱軸線、亦即徑向向內(nèi)地通過光耦合輸出面耦合輸出，在縱軸線的區(qū)域內(nèi)交叉并且然后帶有徑向的方向分量地關(guān)于縱軸線發(fā)散。轉(zhuǎn)向面例如構(gòu)成為環(huán)繞縱軸線的圓錐側(cè)面的區(qū)段。特別是，轉(zhuǎn)向面具有源于環(huán)繞縱軸線的圓錐側(cè)面的環(huán)形區(qū)段的形狀。在通過縱軸線的剖面內(nèi)觀察，轉(zhuǎn)向面特別是相對于縱軸線成角度地延伸。因此，可以給予在其中反射的光徑向的方向分量。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個基本方面，光I禹合輸出面關(guān)于光I禹合輸入面傾斜地延伸。特別優(yōu)選的是，光I禹合輸出面幾乎垂直于光I禹合輸入面延伸。光I禹合輸出面優(yōu)選基本上平行于縱軸線延伸，并且在通過縱軸線的剖面內(nèi)優(yōu)選是平坦的。在垂直于縱軸線的剖面內(nèi)，光耦合輸出面特別是具有封閉的、環(huán)繞縱軸線的形狀，例如圓形的、橢圓形的或者卵形的。通過光耦合輸出面的該實施方案，可以影響射出的光分布。光耦合輸出面優(yōu)選帶狀地環(huán)繞縱軸線。它特別是連續(xù)的。特別是，它平行于縱軸線延伸。例如可想到，光耦合輸出面構(gòu)成為圍繞縱軸線的圓柱側(cè)面的區(qū)段、特別是環(huán)形區(qū)段。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，光導體具有徑向向外伸出的、優(yōu)選環(huán)繞縱軸線的耦合輸出突起。光耦合輸出面設置在耦合輸出突起上。耦合輸出突起特別是構(gòu)成為基體的環(huán)帶狀的凸出部，并且與基體一體式地相連接。就此而言，耦合輸出突起構(gòu)成為凸緣狀或環(huán)帶狀環(huán)繞的。耦合輸出突起優(yōu)選設置在耦合輸出區(qū)段的區(qū)域內(nèi)或者說包括或形成該耦合輸出區(qū)段。就此而言，耦合輸出突起優(yōu)選設置在基體的與耦合輸入?yún)^(qū)段相反的端部上。光耦合輸入面優(yōu)選這樣設置，使得它關(guān)于縱軸線徑向向外界定耦合輸出突起。
[0028]對于進一步的實施方案，外表面可以在其從耦合輸入?yún)^(qū)段至所述耦合輸出區(qū)段的走向中徑向向外傾斜并且過渡到耦合輸出突起中。例如，外表面可以具有關(guān)于縱軸線徑向向外傾倒的過渡斜面，該過渡斜面過渡到耦合輸出突起中。在外表面和耦合輸出突起之間的過渡部中，外表面就此而言可以具有環(huán)繞縱軸線的彎折。過渡斜面特別是構(gòu)成為環(huán)繞縱軸線的圓錐側(cè)面的區(qū)段，該圓錐側(cè)面在背離耦合輸入?yún)^(qū)段的方向上是敞開的。
[0029]由于過渡斜面，更大部分的在基體中被引導的光線可以入射到轉(zhuǎn)向面上，而不事先在外表面上在至耦合輸出突起的過渡部的區(qū)域內(nèi)被反射。由此，大部分的在基體中被引導的光可以導入耦合輸出突起中。
[0030]原則上，耦合輸入?yún)^(qū)段和耦合輸出區(qū)段分別在相反的方向上界定基體。不過也可想到，基體具有其他的區(qū)段，這些區(qū)段例如在沿著縱軸線的方向上突出于耦合輸入?yún)^(qū)段和/或耦合輸出區(qū)段。這樣的區(qū)段例如可以用于把光導體固定在照明裝置中，而不妨礙光特性。突出的區(qū)段例如可以構(gòu)成為用于固定的銷或夾子。
[0031]基體可以這樣構(gòu)成，S卩，內(nèi)腔在兩個相反的方向上沿著縱軸線敞開，例如以空心管的形式。不過也可想到，內(nèi)腔在與耦合輸入?yún)^(qū)段相反的方向上通過蓋區(qū)段封閉。由此例如可以避免污物侵入到內(nèi)腔中。蓋區(qū)段特別是無光學作用的。
[0032]光耦合輸入面優(yōu)選構(gòu)成為基本上平坦的。它特別是垂直于縱軸線延伸。不過也可想到，光耦合輸入面構(gòu)成為環(huán)繞縱軸線的圓錐側(cè)面的區(qū)段(特別是環(huán)形區(qū)段)，該圓錐側(cè)面朝向耦合輸出區(qū)段是打開的。由此增大光耦合輸入面的在光學上起作用的面。
[0033]光f禹合輸入面例如構(gòu)成為基體的壁面,該壁面在內(nèi)表面和外表面之間延伸并且界定基體。
[0034]平坦的、基本上垂直于縱軸線延伸的光耦合輸入面能實現(xiàn)以有效的方式將由光源基本上平行于縱軸線射出的光耦合輸入到光導體中。
[0035]光耦合輸出面可以如闡述的那樣優(yōu)選構(gòu)成為環(huán)繞縱軸線的、特別是平行于縱軸線定向的面。與垂直于縱軸線延伸的平坦的光耦合輸入面相結(jié)合地，由多個光源平行于縱軸線射出的光接著可以耦合輸入到光導體中并且以所希望的徑向的方向分量穿過光耦合輸出面耦合輸出。利用這樣的光導體，多個例如設置在一個共同的平坦的電路板上的LED的光可以有效地轉(zhuǎn)變成徑向光分布，所述多個LED將光以垂直于該電路板的主射出方向射出。
[0036]光耦合輸入面可以構(gòu)成為帶狀地環(huán)繞縱軸線的面，該面徑向于縱軸線連貫地延伸、亦即在垂直于縱軸線的平面內(nèi)連貫地延伸。
[0037]不過，光耦合輸入面也可以具有多個圍繞縱軸線設置的面區(qū)段。為此，耦合輸入?yún)^(qū)段可以具有多個分開地沿著縱軸線延伸的導入?yún)^(qū)段，這些導入?yún)^(qū)段圍繞縱軸線設置，其中，在每個導入?yún)^(qū)段上設有光耦合輸入面的一個面區(qū)段。導入?yún)^(qū)段可以通過如下方式形成，即，基體在耦合輸入?yún)^(qū)段的區(qū)域內(nèi)具有多個刻槽，這些刻槽從內(nèi)表面至外表面完全穿過基體并且在刻槽長度上在耦合輸出區(qū)段的方向上延伸。在兩個這樣的刻槽之間分別限定一個導入?yún)^(qū)段，該導入?yún)^(qū)段與其他導入?yún)^(qū)段至少通過刻槽分開并且間隔開距離。
[0038]開頭所提出的任務也通過一種機動車照明裝置解決，該照明裝置包括一個所述類型的光導體以及多個光源、特別是LED。光導體和光源這樣相對于彼此設置，使得由光源射出的光能通過光耦合輸入面耦合輸入到光導體的基體中。光源可以這樣構(gòu)成，使得它們將光分別圍繞主射出方向在空間上均勻地發(fā)出。所述多個光源(LED)的光被光導體相對于縱軸線沿徑向轉(zhuǎn)變成具有所希望的方向分量的光分布。
[0039]所使用的LED可以分別具有基本上平坦延伸的光射出面，如這在LED芯片中是常見的。LED特別是可以設置在平坦的電路板上并且將光在空間上均勻地沿著主射出方向發(fā)出，該主射出方向基本上垂直于電路板延伸。光導體例如這樣設置，使得縱軸線垂直于電路板(并且特別是平行于主射出方向)延伸。所述多個光源(LED)例如圍繞縱軸線設置，例如等距地，特別是沿著圓形線、橢圓或者卵形線。特別是，各光源設置成跟隨光耦合輸入面的走向。當然，也可以設有多個單獨的不是設置在一個共同的電路板上的光源(LED)。按照本發(fā)明的光導體能產(chǎn)生徑向的光分布，該光分布由多個例如沿著主射出方向射出的光源供
5口 O
[0040]下面參考附圖闡述本發(fā)明的其余細節(jié)和有利的實施方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖中:
[0042]圖1以透視圖示出按照本發(fā)明的光導體的簡圖，
[0043]圖2示出按照圖1的光導體的縱剖視圖的局部，
[0044]圖3示出按照本發(fā)明的光導體的另一實施方式，
[0045]圖4示出按照圖3的光導體的縱剖視圖的局部，
[0046]圖5示出按照本發(fā)明的光導體的另一實施方式，縱剖視圖、局部視圖，
[0047]圖6示出按照本發(fā)明的光導體的另一實施方式的縱剖視圖，
[0048]圖7示出再一種實施方式的縱剖視圖，
[0049]圖8示出另一實施方式的縱剖視圖，以及
[0050]圖9示出按照本發(fā)明的光導體的另一實施方式的透視圖。

【具體實施方式】
[0051]在以下描述中以及在附圖中，對于彼此相應或相同的特征分別使用相同的附圖標記。
[0052]圖1示出一個具有一個管狀基體12的光導體10，該基體圍繞一條縱軸線14封閉?；w12朝向縱軸線14由一個環(huán)繞縱軸線14的內(nèi)表面16界定。在背離縱軸線14的方向上，基體12具有一個外表面18,該外表面圍繞縱軸線14。內(nèi)表面16圍繞一個內(nèi)腔20,該內(nèi)腔沿著縱軸線14延伸。基體12因此總體上具有圍繞縱軸線14的空心體的形狀，該空心體具有在內(nèi)表面16和外表面18之間限定的壁厚。
[0053]基體12在所示的實例中沿著兩個方向沿縱軸線14敞開。不過也可想到，內(nèi)腔20在一個方向上沿著縱軸線14、例如在圖1中向上由一個蓋區(qū)段(未示出)封閉。
[0054]內(nèi)腔20在任何情況下都沿著一個耦合輸入方向22平行于縱軸線14圍繞縱軸線14敞開。基體12的面向耦合輸入方向22的區(qū)段限定一個耦合輸入?yún)^(qū)段24?；w12在與耦合輸入?yún)^(qū)段24相反的方向上沿著縱軸線14具有一個耦合輸出區(qū)段26。
[0055]當在照明裝置中使用光導體10時，耦合輸入?yún)^(qū)段用于使光耦合輸入到基體中。為此，基體12在耦合輸入?yún)^(qū)段中具有環(huán)繞縱軸線14的、優(yōu)選連續(xù)封閉的帶狀的光耦合輸入面28(參見圖1、2)。該光I禹合輸入面在內(nèi)表面16和外表面18之間的壁厚上延伸。
[0056]光耦合輸入面28在垂直于縱軸線14的平面內(nèi)延伸。這能實現(xiàn)，多個圍繞縱軸線14設置的光源30 (在圖1中簡化示出)的光通過光耦合輸入面28耦合輸入到基體12中。率禹合輸入的光接著在內(nèi)表面16和外表面18之間的內(nèi)部全反射的情況下被引導至f禹合輸出區(qū)段26。
[0057]I禹合輸出區(qū)段26為了I禹合輸出光而具有一個光I禹合輸出面32,該光f禹合輸出面在所示的實例中由外表面18的一個面區(qū)段形成，該面區(qū)段沿著基體12的延伸方向平行于縱軸線14地與耦合輸入?yún)^(qū)段24反向。
[0058]基體12在光f禹合輸入面28和光f禹合輸出面32之間的光路中由一個轉(zhuǎn)向面34界定。該轉(zhuǎn)向面這樣構(gòu)成，使得在通過光耦合輸入面28耦合輸入到基體12中之后必要時通過在內(nèi)表面16和外表面18上的全反射被引導的光在經(jīng)過轉(zhuǎn)向面34上的內(nèi)部全反射之后通過光I禹合輸出面32從基體12中I禹合輸出，其中,對于光線的主要部分,徑向于縱軸線14的方向分量是最大的。
[0059]這可在示出通過基體12的在內(nèi)表面16和外表面18之間形成的壁的縱剖視圖的圖2中看出。簡示出的光源30將光以主射出方向(亦即在空間上均勻地發(fā)出光能量的方向)基本上平行于縱軸線14射出。射出的光通過光耦合輸入面28耦合輸入到基體12中。
[0060]轉(zhuǎn)向面34這樣設置，使得對于大部分的在基體12中引導的光線滿足全反射的條件。根據(jù)實施方案可想到，對于個別光路、特別是對于以陡的角度入射到外表面18和/或內(nèi)表面16上的光路，不再滿足在轉(zhuǎn)向面34上全反射的條件并且因而個別光線通過轉(zhuǎn)向面34發(fā)出。根據(jù)效率要求，這是可容忍的、但原則上不是所希望的。對于大部分在光導體中被引導的光線，在轉(zhuǎn)向面34上進行徑向向外背離縱軸線14的反射。所有的通過光耦合輸出面32耦合輸出的光線具有一個共同的方向分量。
[0061]在本發(fā)明的所有實施方式中，轉(zhuǎn)向面可以設有反射層。由此反射所有入射到轉(zhuǎn)向面上的光線并且因而提高效率。在此，僅僅轉(zhuǎn)向面設有反射層就足夠了?；w的其余界定面原則上可以保持非金屬涂層，以便節(jié)省成本。
[0062]內(nèi)表面16在垂直于縱軸線14的剖面內(nèi)優(yōu)選具有圓形的走向，這如在圖1中示出。相應的內(nèi)容適用于外表面18。內(nèi)腔20因而具有圓形的橫截面。因為光I禹合輸入面28垂直于縱軸線14在內(nèi)表面16和外表面18之間延伸,所以光f禹合輸入面28在所不的實例中具有環(huán)繞縱軸線14的圓環(huán)的形狀。
[0063]轉(zhuǎn)向面34同樣構(gòu)成為環(huán)繞縱軸線14的帶狀的面。在所示的實例中，轉(zhuǎn)向面34構(gòu)成為圓錐側(cè)面的環(huán)形區(qū)段，該圓錐側(cè)面以圓形的橫截面(垂直于縱軸線)環(huán)繞縱軸線14并且在背離耦合輸入?yún)^(qū)段24的方向上繞縱軸線14敞開。轉(zhuǎn)向面34就此而言在內(nèi)表面16和外表面18之間延伸并且關(guān)于縱軸線14徑向向外傾斜。它也相對于光耦合輸入面28傾斜。
[0064]根據(jù)另一種觀察方式，轉(zhuǎn)向面34按如下方式限定，即內(nèi)表面16在圖1的實例中在其從耦合輸入?yún)^(qū)段24出發(fā)朝向耦合輸出區(qū)段26的方向的走向中具有彎折線36，內(nèi)表面16沿著該彎折線徑向向外彎折。彎折線36特別是環(huán)繞縱軸線14的圓形線，該圓形線在垂直于縱軸線14的平面內(nèi)延伸(參見圖1)。
[0065]在所示的實例中由外表面18的一個端部區(qū)段形成的光耦合輸出面32在基體12的通過縱軸線14的剖面內(nèi)優(yōu)選平坦地延伸。在所示的實例中，光耦合輸出面32由圍繞縱軸線14的環(huán)狀的圓柱側(cè)面區(qū)段形成。如在圖1中所示，光耦合輸出面32可以被外表面18包括。
[0066]光I禹合輸出面32關(guān)于光I禹合輸入面28并且關(guān)于轉(zhuǎn)向面34傾斜。
[0067]如在圖1和2中可看出的，內(nèi)表面16和外表面18優(yōu)選這樣構(gòu)成，S卩，基體12的在它們之間包圍的壁厚在從耦合輸入?yún)^(qū)段24出發(fā)朝向耦合輸出區(qū)段26的走向中增大。內(nèi)表面16和外表面18特別是在通過縱軸線14的剖面內(nèi)平坦地延伸并且相互間形成一個在從耦合輸入?yún)^(qū)段24朝向耦合輸出區(qū)段26的方向中打開的發(fā)散角。該發(fā)散角優(yōu)選選擇成足夠小，使得在所有反射面上滿足全反射的條件。已被證實為有利的是，內(nèi)表面16和外表面18相互間形成在I度至7度之間的角度。
[0068]在圖3和4簡示出的光導體40中，基體12在其與耦合輸入?yún)^(qū)段24相反的方向上沿著縱軸線14具有一個環(huán)繞縱軸線14的、徑向向外伸出的、環(huán)帶狀的耦合輸出突起42。該耦合輸出突起在所示的實例中形成基體12的耦合輸出區(qū)段26。耦合輸出突起42在徑向向外的方向上由一個環(huán)繞縱軸線14的、平行于縱軸線14延伸的光耦合輸出面32界定。在所示的實例中，光耦合輸出面32構(gòu)成為繞縱軸線14封閉的圓柱側(cè)面的環(huán)形區(qū)段。
[0069]在其從耦合輸入?yún)^(qū)段24出發(fā)在朝向耦合輸出突起42的方向的走向中，外表面18形成過渡斜面44。該過渡斜面通過如下方式界定，即，外表面18在過渡斜面的區(qū)域內(nèi)徑向向外彎折。該過渡斜面44過渡到一個突起面46中，該突起面基本上垂直于縱軸線14延伸并且?guī)畹丨h(huán)繞該縱軸線。突起面46在朝向耦合輸入?yún)^(qū)段24的方向上界定耦合輸出突起42。在所示的實例中，過渡斜面44不僅關(guān)于外表面18、而且關(guān)于突起面46傾斜。在過渡斜面44和突起面46之間的過渡部中，基體12的表面又形成一條彎折線48，該彎折線環(huán)繞縱軸線14(在圖3中是圓形的)。
[0070]如在按照圖4的剖視圖中可看出的，過渡斜面44導致在基體中被引導的光線在至耦合輸出突起42的過渡部的區(qū)域內(nèi)不再能夠在外表面18上被反射并因此能直接進入到耦合輸出突起42中并且在轉(zhuǎn)向面34上轉(zhuǎn)向。
[0071]圖5示出對于按照本發(fā)明的光導體的另一實施可能性。在這里示出了基體12的縱剖視圖的一個局部，其中，剖面延伸通過縱軸線14。
[0072]轉(zhuǎn)向面34在所示的實施方案中通過如下方式形成，即，基體12在耦合輸出區(qū)段26的區(qū)域內(nèi)漏斗狀地擴展。為此，內(nèi)表面16和外表面18沿著從耦合輸入?yún)^(qū)段24出發(fā)至耦合輸出區(qū)段26的相應走向徑向向外背離縱軸線14彎曲。內(nèi)表面16的彎曲的區(qū)域在這里形成轉(zhuǎn)向面34。在基體12中被引導的光線在轉(zhuǎn)向面34上反射之后徑向向外轉(zhuǎn)向(參見圖5)。
[0073]在圖6和7中以縱剖視圖簡示出基體12的實施方案，借助這些實施方案可以提供增大的光耦合輸入面28并且因此能使用更大數(shù)量的光源30。不過，所示的實施方案此外也提供其他優(yōu)點，例如光源30相互間更大的距離和因而更好的冷卻。
[0074]在圖6和7的視圖中，內(nèi)表面16和外表面18這樣延伸，使得基體12在耦合輸入?yún)^(qū)段24的區(qū)域內(nèi)比在耦合輸出區(qū)段26的區(qū)域內(nèi)離縱軸線14具有更大的距離。由內(nèi)表面16包圍的內(nèi)腔20因而在耦合輸入?yún)^(qū)段24的區(qū)域內(nèi)比在耦合輸出區(qū)段26的區(qū)域內(nèi)具有垂直于縱軸線14的更大的橫截面積。
[0075]在圖6的情況下應用多個光源30，借助這些光源可以將光在空間上均勻地沿著主射出方向50射出。在所不的實例中，該主射出方向50對于每個光源30與縱軸線14形成一個大于O度、而小于90度的角度。光耦合輸入面28特別是這樣地環(huán)繞縱軸線14，使得每個光源30的光可以有效地通過光耦合輸入面28耦合輸入到基體12中，其中，相應的主射出方向50對于每個光源30垂直于光I禹合輸入面28。這可以例如通過如下方式實現(xiàn)，即，光耦合輸入面28構(gòu)成為圓錐側(cè)面的環(huán)形區(qū)段，該圓錐側(cè)面圍繞縱軸線14并且在朝向耦合輸出區(qū)段26的方向上漏斗狀地敞開。
[0076]在按照圖7的實施方案中光源30這樣設置，使得相應的主射出方向50全部彼此平行地并且特別是也平行于基體12的縱軸線14定向。這可以例如通過如下方式實現(xiàn)，即，多個構(gòu)成為LED芯片的光源30設置在一個共同的平坦的電路板上。該電路板特別是垂直于縱軸線14延伸。
[0077]為了將多個全部沿著主射出方向50射出光的LED30的光有效地耦合輸入到基體12中，光耦合輸入面28在所示的實例(圖7)中垂直于縱軸線14延伸。在此，光源30優(yōu)選圍繞縱軸線14跟隨光耦合輸入面28的帶狀走向設置。光源30和光耦合輸入面28的設置優(yōu)選是這樣的，在沿著縱軸線14觀察時，光源30完全被光耦合輸入面28覆蓋。
[0078]在圖8中不出按照本發(fā)明的光導體的一種實施方案,其中，I禹合輸出的光主要具有沿徑向朝向縱軸線14的方向分量。耦合輸出的光線可以在圍繞縱軸線14的同心區(qū)域內(nèi)交叉并且之后徑向發(fā)散。這樣的光線耦合輸出可以通過如下方式實現(xiàn)，即，轉(zhuǎn)向面34在通過縱軸線14的縱剖面內(nèi)觀察沿著從耦合輸入?yún)^(qū)段24至耦合輸出區(qū)段26的走向朝向縱軸線14傾斜。例如，轉(zhuǎn)向面34可以通過如下方式形成，S卩，外表面18在其從耦合輸入?yún)^(qū)段24出發(fā)至耦合輸出區(qū)段26的走向中徑向向內(nèi)朝向縱軸線14彎折。在這種情況下，耦合輸出面32由內(nèi)表面16的一個與耦合輸入?yún)^(qū)段24反向的區(qū)段形成。
[0079]依據(jù)在圖9中不出的光導體60描述按照本發(fā)明的光導體的其他實施方案。光率禹合輸入面28按照本發(fā)明的原理方面不必構(gòu)成為連續(xù)的、連貫地環(huán)繞縱軸線14的面。而是光耦合輸入面28可以具有多個圍繞縱軸線14設置的面區(qū)段28’、28”、28”’、……。這可以通過如下方式實現(xiàn)，即，耦合輸入?yún)^(qū)段24包括多個分開的分別沿著縱軸線14延伸的導入?yún)^(qū)段62，其中，每個導入?yún)^(qū)段62具有光耦合輸入面28的一個面區(qū)段28’、28”、28”’、……。導入?yún)^(qū)段62例如可以構(gòu)成為圓柱形的基體的指狀的突出部。
[0080]導入?yún)^(qū)段62可以通過如下方式形成，即，基體12在耦合輸入?yún)^(qū)段24的區(qū)域內(nèi)具有多個刻槽64，這些刻槽分別在其從內(nèi)表面16朝向外表面18的壁厚上穿過基體12并且在從相應的光I禹合輸入面28出發(fā)朝向I禹合輸出區(qū)段26的刻槽長度上延伸。在每兩個這樣的刻槽64之間便延伸一個導入?yún)^(qū)段62，該導入?yún)^(qū)段與其余導入?yún)^(qū)段62通過刻槽64間隔開距離。每個導入?yún)^(qū)段62可以配設一個自己的光源30，該光源的光可以通過光耦合輸入面28的相應的面區(qū)段28’、28”、28”’、……耦合輸入。通過導入?yún)^(qū)段62的該實施方案可以提高耦合輸入效率并且影響可實現(xiàn)的光分布。
[0081]導入?yún)^(qū)段62可以具有側(cè)面，這些側(cè)面關(guān)于圍繞縱軸線14的環(huán)繞方向界定相應的導入?yún)^(qū)段62，這就是說，用作側(cè)向的界定面。側(cè)面可以例如從光耦合輸入面28的相應的面區(qū)段28’、28”、28”’、……出發(fā)拋物線形地發(fā)散。由此已經(jīng)可以在導入?yún)^(qū)段62內(nèi)減小通過光耦合輸入面28的相應的面區(qū)段28’、28”、28”’耦合輸入的光束的側(cè)向發(fā)散。
[0082]沿著耦合輸入面28設置的LED可以是同樣的或者具有不同的特性例如強度、分布或顏色。對于進一步的構(gòu)造，不同的LED可以彼此獨立地控制或者成組控制。
【權(quán)利要求】
1.用于機動車照明裝置的光導體(10、40、60)，包括管狀的基體(12)，該基體這樣地具有圍繞縱軸線(14)封閉的內(nèi)表面(16)并且具有外表面(18)，從而形成沿著縱軸線(14)延伸的內(nèi)腔(20)，該內(nèi)腔沿著縱軸線(14)圍繞縱軸線(14)在耦合輸入方向(22)上敞開，其中，基體(12)在耦合輸入方向(22)上具有耦合輸入?yún)^(qū)段(24)，在該耦合輸入?yún)^(qū)段上設有至少一個光耦合輸入面(28)，并且基體(12)在與耦合輸入?yún)^(qū)段(24)相反的方向上沿著縱軸線(14)具有帶有光耦合輸出面(32)的耦合輸出區(qū)段(26)，其特征在于，所述基體(12)由設置在光I禹合輸入面(28)和光I禹合輸出面(32)之間的光路中的轉(zhuǎn)向面(34)界定,該轉(zhuǎn)向面如此定向，使得所有的在轉(zhuǎn)向面(34)上內(nèi)部全反射之后通過光耦合輸出面(32)耦合輸出的光線具有共同的相對于縱軸線(14)沿徑向的方向分量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導體(10，40)，其特征在于，所述內(nèi)表面(16)和所述外表面(18)構(gòu)成為，即，基體(12)的壁厚在從耦合輸入?yún)^(qū)段(24)出發(fā)朝向耦合輸出區(qū)段(26)的走向中增大。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光導體，其特征在于，所述內(nèi)表面(16)和/或所述外表面(18)離縱軸線(14)具有距離，該距離在從耦合輸入?yún)^(qū)段(24)朝向耦合輸出區(qū)段(26)的走向中減小。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光導體，其特征在于，所述內(nèi)表面(16)和/或所述外表面(18)在從耦合輸入?yún)^(qū)段(24)朝向耦合輸出區(qū)段(26)的走向中具有徑向向外或徑向向內(nèi)彎折的走向。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光導體，其特征在于，所述內(nèi)表面(16)和/或所述外表面(18)在耦合輸出區(qū)段(26)的區(qū)域內(nèi)沿徑向向外從縱軸線(14)離開地彎曲。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光導體，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向面(34)由內(nèi)表面(16)的區(qū)段形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的光導體，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向面(34)由外表面(18)的區(qū)段形成。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光導體，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向面(34)構(gòu)成為環(huán)繞縱軸線(14)的圓錐側(cè)面的區(qū)段。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光導體，其特征在于，所述光I禹合輸出面(32)關(guān)于光輸入耦合面(28)傾斜地延伸，特別是平行于縱軸線(14)延伸。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光導體，其特征在于，所述基體(12)具有徑向向外伸出的、特別是環(huán)繞縱軸線(14)的耦合輸出突起(42)，光耦合輸出面(32)設置在該耦合輸出關(guān)起上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的光導體，其特征在于，所述基體(12)的耦合輸入?yún)^(qū)段(24)具有多個分開地沿著縱軸線延伸的導入?yún)^(qū)段(62)，這些導入?yún)^(qū)段圍繞縱軸線(14)設置，其中，在每個導入?yún)^(qū)段(62)上設有光耦合輸入面(28)的面區(qū)段(28’，28”，28”，)。
【文檔編號】F21W101/02GK104235764SQ201410275735
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】H·茲維克, M·蘭彭, M·納格爾 申請人:汽車照明羅伊特林根有限公司