具有水平截止线和水平延展的光导制造技术

一种车用光导包括：具有光入射面和可反射的后缘表面的主引导部；和接合到主引导部的出射透镜，该出射透镜具有出射面，该出射面具有弧形的出射轮廓。在使用时，来自光源的光线通过入射面进入主引导部，行进穿过主引导部，并反射离开后缘表面到达出射透镜，该出射透镜将反射光线成像为具有预定的锐利的水平截止线和预定的水平延展的光束图案，后缘表面的弧形轮廓决定光束图案相对于水平光轴H-H的水平截止线和竖直延展，并且出射透镜的出射轮廓决定光束图案的水平延展。

【技术实现步骤摘要】
具有水平截止线和水平延展的光导
本专利技术涉及在车辆中的LED前照灯中用来产生近光束或雾灯光束的光导。该光导形成水平延展的锐利的水平截止线，并应用在汽车光束图案中，包括SAE近光束，SAE\ECE雾灯光束，以及其他应用。光导包括带有反射后缘表面的主体和出射透镜，反射后缘表面的弧形轮廓确定水平截止线，出射透镜的弧形的出射轮廓决定发射的光束图案的水平延展。光导被用在机动车辆，但并不限于此。
技术介绍
在现有技术中，使用单一的LED光源来使光束图案具有不同的水平截止线和水平延展。在近光束和雾灯光束图案的应用中，现有技术中，LED光源与反射器、厚透镜和椭圆投影透镜一起使用。内部反射镜、护罩或折叠装置被用来形成水平延展。已知的其它光导有美国专利7,607,811(Okada)；美国专利7,661,860(DeLamberterie)；EP1992868(Gasquet)；EP1992868(DeLamerterie)；EP1895228(Gasquet)；美国专利申请公开号2009/0135621(Muegge)；美国专利申请公开号2009/0091944(DeLamberterie)；美国专利申请公开号2006/0285347(Okada)；和美国专利6,945,672(Du)。美国专利申请公开号2009/0091944(DeLamberterie)公开了通过使用具有凹抛物线形的后反射面的曲面反射器并提供竖直的光出射孔以获得各种远光光束图案，光源产生的平行光线通过该竖直的光出射孔以准直的方式(图3)由反射镜传递出来。DeLamberterie在图12中公开了一种水平截止线，该水平截止线通过设置光源使得抛物线后边缘的光学焦点位于光源的后边缘，而不是位于所述光源的中心来实现。DeLamberterie在图13中公开了一个实施例，其中竖直光出射孔具有椭圆轮廓，朝向前方凸出，以及后反射表面具有凸部朝向后方转的双曲线轮廓。在本实施例中，第一焦点位于光源处，并且第二焦点与光出射孔的焦点重合。反射镜传递出的光线平行于光轴。
技术实现思路
在一个实施例中，一个薄的竖直光导形成具有水平延展和水平截止线的光束图案，其应用于包括SAE近光灯，SAE\ECE雾灯，SAE\ECE备用灯，以及转向灯的汽车光束图案。在又一实施例中，光导提供水平截止线，有利地，这能够生成用于汽车照明的近光束或雾灯光束图案的薄型竖直光导具有独特风格，其具有薄的外观，用于减少包装宽度而改善包装灵活性。在每个实施例中，车用光导包括：具有光入射面和一个弧形后缘表面的主引导部。出射透镜接合到主引导部，该出射透镜具有出射轮廓呈弧形的出射面。在使用中，来自光源的光线通过入射面进入主引导部，行进通过主引导部并反射离开后缘表面到达出射透镜，该出射透镜将反射光线成像为具有预定水平截止线和预定水平延展的光束图案。后缘表面的弧形轮廓控制反射光的竖直分布，从而确定相对于水平光轴H-H(或水平线H-H线)的光束图案的水平截止线。出射透镜的出射轮廓决定光束图案的水平延展。附图说明要求保护的主题的特征和优点将从与其一致的以下实施例的详细描述中得以体现，描述应考虑参照附图，其中：图1-3是光导的一个实施例的示意图；图4-6示出了来自光导的模拟光束图案；图7-9示出了来自具有抛物线后缘表面的光导的模拟光束图案；图10示出了另一实施例；以及图11是用于图10的实施例的模拟光束图案。图12-13示出了其它实施例。具体实施方式本实施例提供一种适用于车辆照明装置1的具有水平延展和水平截止线的一体式光导10。下面公开的实施例涉及车辆照明装置1，然而其它实施例不限于车辆照明装置。照明装置1由位于发光元件接纳位置5的光源和光导10构成。该光导10可以由任何合适的光学材料制成，例如透明塑料(例如，卢赛特树脂(Lucite))或玻璃制成，并且可以是透明的、半透明的或有色的。该透明材料具有高折射率(至少高于空气折射率)，从而使进入的光线通过其内部的连续反射进行传播。光源可以是固态发光元件，例如，发光二极管(LED)。如图1-3中，光导10包括基座11、后缘表面14以及出射面18，所述基座11提供光入射面12。基座11有最大长度(L)。光导10具有最大高度(h1)。入射面12显示为沿Z轴延伸，后缘表面14和出射面18在Y轴方向上竖直延伸。后缘表面14包括：i)基于内全反射(TIR)基本原理反射光线的TIR区；以及ii)光线不符合TIR的临界角要求的非TIR区。非TIR区可被金属化。如图3中的横截面所示，光导10包括一体接合到具有出射轮廓26的出射透镜25上的主引导部20。主引导部20和出射透镜25一起提供起始于后缘表面14的光轴(OA)27。光轴27是光导10的水平光轴。如图3所示，在一横截面视图中，沿光轴27并大致平行于光入射面12，出射透镜25的最大厚度(t1)大于主引导部20的相对置的平坦侧面21，22的最大厚度(t2)。主引导部20一体地接合至出射透镜25，光导为单件光学材料。该出射面18位于出射透镜25上。入射面12和后缘表面14位于主引导部20上。光源的发光元件接纳位置5位于靠近入射面12、距后缘表面14焦距X处。出射面18可以垂直于弧形轮廓17。本实施例提供了，从侧面观察时，后缘表面的弧形轮廓17，其定义为非抛物线形的连续凸弧状曲线，如图1-2所示。非抛物线形的连续凸弧曲线从i)基座11的端部的后缘表面14的最低位置延伸至ii)主引导部20最大高度h1处的后缘表面14的最上端。弧形轮廓17朝远离光源方向凸出。后缘表面的弧形轮廓17的修改，控制光束图案40的竖直分布。因此，基于后缘表面弧形轮廓17的不同修改，不同的非抛物线形的连续凸弧曲线，定义了具有不同梯度的不同水平截止线。在近光光束的实施例中，后缘表面的弧形轮廓17提供了至少8度的整体竖直延展。后缘表面的弧形轮廓17可以被调整，以提供一个更大的整体竖直延展，使得光束图案的底部向下延伸至H-H线之下8-15度到前景中。在雾灯光束图案中，整体竖直延展至少为3度，使整体竖直延展将向下延伸至H-H线之下3-10度到前景中。用于创建用于定义水平截止线和竖直延展的后缘表面弧形轮廓的实际执行可以通过改变后缘表面的弧形轮廓17来实现。来自光源5的光线30，31，32通过入射面12进入主引导部20。如图2所示，光线30，31，32通过主引导部20向后缘表面14行进。入射到后缘表面14上的光线30，31，32被反射并朝向出射面18行进。基于后缘表面的弧形轮廓17的形状和焦距X，始于发光元件接纳位置5的一些光线30将被平行于光轴27反射，而其他光线31，32将基于光源的大小和光源的距离从后缘表面14沿着入射面12偏离光轴。因此，光线30平行于光轴27反射，而光线31，32相对于光轴27向下反射。与光线31相比，光线32相对于光轴向下反射较少。后缘表面的弧形轮廓17的非抛物线属性阻碍光线从后缘表面相对于光轴27向上方反射。有利地，从光源射出的光线30，31，32只被后缘表面14反射一次，并在行进到出射透镜25的过程中经过被主引导部20的相对置的平坦侧面21，22的多次反射。这将导致光导10的光束图案40被限制在水平光轴H-H之下，如图4-5所示。因此，得到一个锐利的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车灯的车用光导(10)，包括：主引导部(20)，具有用于提供光入射面(12)的基座(11)、位于光入射面(12)上的发光元件接纳位置(5)和后缘表面(14)，所述主引导部(20)具有最大高度(h1)，后缘表面(14)具有后缘表面弧形轮廓(17)，所述后缘表面弧形轮廓(17)限定非抛物线形的连续的凸弧形曲线，所述凸弧形曲线从i)基座(11)端部的后缘表面(14)的最下位置延伸至ii)主引导部(20)的最大高度(h1)处的后缘表面(14)的最上端；以及连接到主引导部(20)的出射透镜(25)，出射透镜(25)具有出射面(18)，所述出射面(18)具有弧形的出射轮廓(26)，水平光轴(27)从主引导部(20)的后缘表面(14)延伸穿过出射透镜(25)的出射面(18)，其中，在使用中，从位于所述发光元件接纳位置(5)的光源射出的光线(30，31，32)通过入射面(12)进入主引导部(20)，穿过主引导部(20)行进并反射离开弧形轮廓(17)的上部区域(17‑1)、中间区域(17‑2)以及下部区域(17‑3)到达出射透镜(25)，该出射透镜(25)使得经由出射透镜(25)的出射面(18)射出的反射光线(30，31)成像为光束图案(40)，该光束图案(40)相对于所述水平光轴H‑H具有预定的整体顶部水平截止线(42)和预定的整体底部水平截止线(43)，并且出射透镜(25)的出射轮廓(26)决定光束图案(40)的整体水平延展。...

【技术特征摘要】
2013.03.14 US 13/827,1331.一种用于车灯的车用光导(10)，包括：主引导部(20)，具有用于提供光入射面(12)的基座(11)、位于光入射面(12)上的发光元件接纳位置(5)和后缘表面(14)，所述主引导部(20)具有最大高度(h1)，后缘表面(14)具有后缘表面弧形轮廓(17)，所述后缘表面弧形轮廓(17)限定非抛物线形的连续的凸弧形曲线，所述凸弧形曲线从i)基座(11)端部的后缘表面(14)的最下位置延伸至ii)主引导部(20)的最大高度(h1)处的后缘表面(14)的最上端；以及连接到主引导部(20)的出射透镜(25)，出射透镜(25)具有出射面(18)，所述出射面(18)具有弧形的出射轮廓(26)，水平光轴(27)从主引导部(20)的后缘表面(14)延伸穿过出射透镜(25)的出射面(18)，其中，在使用中，从位于所述发光元件接纳位置(5)的光源射出的光线(30，31，32)通过入射面(12)进入主引导部(20)，穿过主引导部(20)行进并反射离开弧形轮廓(17)的上部区域(17-1)、中部区域(17-2)以及下部区域(17-3)到达出射透镜(25)，该出射透镜(25)使得经由出射透镜(25)的出射面(18)射出的反射光线(30，31)成像为光束图案(40)，该光束图案(40)相对于水平光轴H-H具有预定的整体顶部水平截止线(42)和预定的整体底部水平截止线(43)，并且出射透镜(25)的出射轮廓(26)决定光束图案(40)的整体水平延展，其中，所述出射面(18)包括在竖直方向上的多个离散的竖直区域，所述多个离散的竖直区域包括顶部区域(51)、中间区域(52)和底部区域(53)，且其中所述顶部区域(51)的最大厚度大于所述中间区域(52)的最大厚度；并且所述中间区域(52)的最大厚度大于所述底部区域(53)的最大厚度。2.根据权利要求1的车用光导(10)，其中，相比于光束图案(40)的整体底部水平截止线，最大强度的热点(44)更靠近整体顶部水平截止线。3.根据权利要求1的车用光导(10)，其中，光束图案(40)的整体顶部和底部水平截止线限定它们之间的光束图案(40)的整体竖直延展，并且最大强度的热点(44)位于光束图案(40)的整体竖直延展的上20％之内。4.根据权利要求1的车用光导(10)，其中，最大强度的热点(44)位于整体顶部水平截止线(42)之下2度之内。5.根据权利要求1的车用光导(10)，其中光束图案(40)限定近光光束图案。6.根据权利要求5的车用光导(10)，其中光束图案(40)限定近光光束图案...

【专利技术属性】
技术研发人员：布兰特·波特，
申请(专利权)人：法雷奥照明系统北美有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US