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照明装置、车辆大灯和机动车
申请号	CN201690000256.5	申请日	2016-03-14	公开(公告)号	CN207049823U	公开(公告)日	2018-02-27
申请人	ZKW集团有限责任公司;			发明人	A.鲁格;
摘要	本实用新型涉及照明装置、车辆大灯和机动车，具体而言，用于机动车的照明装置，所述照明装置包括发光体模块，所述发光体模块具有至少一个光发射源、具有至少一个光导引元件以及至少一个发光体，其中，所述光导引元件设立成，将由所述至少一个光发射源输入的光穿过所述光导引元件的至少一个光射入面导引到所述光导引元件的光射出面，以及所述光导引元件的光射出面构造成，将从所述光射出面出射的光沿出射方向到所述发光体的至少一个光进入面上指向。此外，本实用新型还涉及具有照明装置的车辆大灯和具有车辆大灯的机动车。
权利要求	1.用于机动车的照明装置（1），所述照明装置（1）包括发光体模块（10），所述发光体模块具有至少一个光发射源（200）、具有至少一个光导引元件（300）以及至少一个发光体（400），其中，所述光导引元件（300）设立成，将由所述至少一个光发射源（200）输入的光（100）穿过所述光导引元件（300）的至少一个光射入面（310）导引到所述光导引元件（300）的光射出面（340），以及所述光导引元件（300）的光射出面（340）构造成，将从所述光射出面（340）出射的光（120）沿出射方向到所述发光体（400）的至少一个光进入面（410）上指向，其中，所述出射的光（120）穿过所述发光体（400）的光进入面（410）到达到所述发光体（400）中并且在所述发光体（400）的至少一个光输出面（420）处又从所述发光体中输出，其特征在于，所述至少一个光导引元件（300）的至少一个光射入面（310）和/或光射出面（340）和/或所述至少一个发光体（400）的至少一个光进入面（410）和/或光输出面（420）具有阻碍反射的结构边界面（500），其中，所述阻碍反射的结构边界面（500）近似跟随具有谷（520）以及峰（530）的边界曲线（510）。 2.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，所述阻碍反射的结构边界面（500）至少部分区段地具有周期性的蛾眼结构。 3.根据权利要求1或2所述的照明装置（1），其特征在于，所述阻碍反射的结构边界面（500）至少部分区段地具有随机的蛾眼结构。 4.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，所述阻碍反射的结构边界面（500）能够通过边界曲线（510）的微结构化的谷（520）以及峰（530）近似地说明，其中，相邻的谷（520）和峰（530）彼此以微米尺度间隔开。 5.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，所述阻碍反射的结构边界面（500）能够通过边界曲线（510）的纳结构化的谷（520）以及峰（530）近似地说明，其中，相邻的谷（520）和峰（530）彼此以纳米尺度间隔开。 6.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，所述光导引元件（300）和/或所述发光体（400）由合成材料制成并且所述阻碍反射的结构边界面（500）直接地在合成材料工具中引入。 7.根据权利要求6所述的照明装置（1），其特征在于，所述阻碍反射的结构边界面（500）在合成材料中是合成材料工具的模板印痕。 8.根据权利要求3所述的照明装置（1），其特征在于，所述阻碍反射的结构边界面（500）的随机的蛾眼结构通过利用离子等离子体有针对性地处理聚合的原料制成。 9.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，所述光导引元件（300）在其光射出面（340）的区域中装备有转向棱镜（330），其中，所述转向棱镜（330）设立成，使得在所述光导引元件（300）中改向的光（110）基本上沿同样的出射方向从所述光射出面（340）转向。 10.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，所述光导引元件（300）的光射出面（340）至少部分区段地平行于所述发光体（400）的光进入面（410）布置。 11.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，所述光导引元件（300）是具有3D基础曲线（360）的发光棒（350）。 12.根据权利要求1所述的照明装置（1），其特征在于，所述发光体（400）的至少一个光进入面（410）以及至少一个光输出面（420）基本上彼此平行地布置。 13.根据权利要求11所述的照明装置（1），其特征在于，其中，所述发光棒（350）具有圆形的或者椭圆形的横截面。 14.车辆大灯，具有一个或多个根据权利要求1至13中任一项所述的照明装置（1）。 15.机动车，具有至少一个根据权利要求14所述的车辆大灯。 16.根据权利要求15所述的机动车，其特征在于，所述机动车具有刚好两个车辆大灯。
说明书全文	照明装置、车辆大灯和机动车技术领域 [0001] 本实用新型涉及用于机动车的照明装置，所述照明装置包括发光体模块，所述发光体模块具有至少一个光发射源、具有至少一个光导引元件以及至少一个发光体，其中，所述光导引元件设立成，将由所述至少一个光发射源输入的光穿过所述光导引元件的至少一个光射入面导引到所述光导引元件的光射出面，以及所述光导引元件的光射出面构造成，将从所述光射出面出射的光沿出射方向到所述发光体的至少一个光进入面上指向，其中，所述出射的光穿过所述发光体的光进入面到达到所述发光体中并且在所述发光体的至少一个光输出面处又从所述发光体中输出。背景技术 [0002] 对于用于机动车的照明装置的LED技术的引入已经引起，尤其在机动车中的主大灯以及尾灯在近几年中已发展成正规的设计元件。所谓的发光棒构思特别好地适合于特别灵活地呈现不同的发光件设计。通过使用大部分棒形地设计成发光棒的形式的光导引元件，能够实现具有最不同的均匀地发光的几何结构的照明装置。例如，利用这样的发光棒构思发光的条或者发光的环能够在照明装置的范围内实现。通过使用在其中三维的发光体前置于光导体的发光体模块，此外甚至实现，产生三维的3D照明效果。然而，传统的光导体或发光棒具有大的缺点，即其非常没有效率。在传统的发光棒构思中，光通常在端侧输入到所述光导体中。光射线向前的取向接下来通过布置在所述光导引元件处的计算的棱镜进行。基于不同的折射指数，对于在所述光导引元件的或者发光棒的光学的材料与在所述光导引元件和前置的发光体之间的周围的空气之间的边界面处的光导引而言引起在所述光导引元件的以及所述发光体的进入面和输出面处的不期望的反射，由此总效率和光效率不利地降低并且这种发光体模块的能够达到的光强度是低的。 [0003] 由现有技术已知具有光导体的车辆大灯的不同的实施方案。例如文件US 2014/0056021 A示出具有激光光源的车辆大灯，其中，所述激光通过光导体导引到磷转换覆层（Phosphor-Konversionsschicht）上。所述光导体能够对此在其光进入面处设有抗反射涂层。 [0004] 此外，文件EP 2 518 838 A2示出具有光导体的车辆大灯，所述光导体在其进入面和/或输出面处设有抗反射涂层。所述抗反射涂层还能够具有蛾眼结构（Mottenaugenstruktur）。能够与在文件US 2014/0056021 A中示出的实施方案比较地，在此同样于在文件EP 2 518 838 A2中公开的车辆大灯中照射带有磷涂层的转向镜。实用新型内容 [0005] 因此，本实用新型提出如下的任务，即对于开头提到的类型的照明装置而言，避免由现有技术已知的缺点，并且对此完成具有明显较高的透射或较高的总效率的装置。同时所述发光体模块的光强度应该得到提高。 [0006] 所述任务根据本实用新型的照明装置得到解决。 [0007] 对于根据本实用新型的用于机动车的照明装置（所述照明装置包括发光体模块，所述发光体模块具有至少一个光发射源，具有至少一个光导引元件以及至少一个发光体，其中，所述光导引元件设立成，将由所述至少一个光发射源输入的光穿过所述光导引元件的至少一个光射入面导引到所述光导引元件的光射出面，以及所述光导引元件的光射出面构造成，将从所述光射出面出射的光沿出射方向到所述发光体的至少一个光进入面上指向，其中，所述出射的光穿过所述发光体的光进入面到达到所述发光体中并且在所述发光体的至少一个光输出面处又从所述发光体中输出），所述至少一个光导引元件的至少一个光射入面和/或光射出面和/或所述至少一个发光体的至少一个光进入面和/或光输出面具有阻碍反射的结构边界面，其中，所述阻碍反射的结构边界面近似跟随具有谷以及峰的边界曲线。 [0008] 通过在所述光导引元件的和/或所述发光体的边界面处使用阻碍反射的结构边界面，实现相应的边界面的至少一个局部的防反射（Entspiegelung）并且由此实现在所述边界面处的菲涅耳损失的降低，其中，阻碍反射的结构化的边界面具有比相应的没有处理的表面明显高的透射。由此，所述照明装置的总效率明显地得到提高并且这种具有发光体模块的照明装置的使用可能性得到增大。基于不同的折射指数，在所述光导引元件的或者所述发光体的进入面和输出面处引起反射。在此，反射系数首先取决于两个在所述边界面处彼此碰上的材料即具有大约n=1的折射指数的空气以及所述光导引元件的或者所述发光体的相应的材料、例如玻璃或者合成材料的折射指数差。作为合成材料使用例如具有大约n=1.58的折射指数的聚碳酸酯（简称PC）。每防反射的边界面（空气/合成材料或者合成材料/空气）能够实现大约5%的光强度的提高或者效率提升。在传统的光导引元件的防反射的情况下，通过所述光导引元件的光射入面以及光射出面分别装备有阻碍反射的结构边界面，因此实现大约10%的效率提升。在具有前置的发光体的发光棒构思的情况下，当所述发光体的光进入面和光输出面分别也具有阻碍反射的结构边界面时，所述总效率能够甚至提升了大约15至21.5%。 [0009] 在本实用新型的范围内，所述至少一个阻碍反射的结构边界面还能够具有宏观结构。由此例如可行的是，在所述光导引元件处和/或在所述发光体处的阻碍反射的结构边界面由多个相应结构化的子面构成，其中，所述子面例如彼此阶梯形地布置。在此，所述子面中的每个装备有阻碍反射的结构边界面。 [0010] 适宜地，在根据本实用新型的照明装置中，所述阻碍反射的结构边界面至少部分区段地具有周期性的蛾眼结构。由自然界已知，一些夜间活动的昆虫的眼不反射。这种所谓的“蛾眼效果”不能够归因于阻碍反射的涂层，而是归因于这种昆虫的纳结构化的眼表面。在此，将微小的柱（Säulen）在所述眼表面处似乎等距地布置并且形成阻碍反射的结构，通过所述阻碍反射的结构引起逐渐的折射率变化。在此，各个的复眼看起来像六边形的表面格栅。所述微小的柱或者格栅的结构深度例如为大约200nm，其中，在所述柱之间的间距例如为大约230nm。 [0011] 同样，在此在本实用新型的范围内阻碍反射的结构边界面得到使用，所述阻碍反射的结构边界面至少部分区段地具有周期性的蛾眼结构。有利地，这样的周期性的蛾眼结构提供小的入射角依赖性并且允许相应的表面在从邻近的UV 波长光谱经过可见光谱（VIS）直至红外光（IR）中的大的光谱范围上的防反射。通过将这种特殊的蛾眼结构在光学的透明的介质的边界面上的引入来获得如下折射率梯度，所述折射率梯度朝着基质连续地增加。 [0012] 具有蛾眼结构的表面也被称作为周期性的表面轮廓，所述周期性的表面轮廓能够描述为光学的格栅。光学的格栅被理解成如下所有的局部周期性的结构，其作用于光辐射的相位或幅度。在此，结构周期、结构形状和材料性质确定格栅性质。这种蛾眼结构的光学的作用基于所碰上的光在表面格栅处的衍射。当所述表面的周期小于所碰上的光的周期时，则出现这种效果。在此，格栅周期与光波长的比越小，则衍射越强。光学的较密的（dichteren）介质的结构化的边界面因此如菲涅耳贫反射的（Fresnel-reflexionsarme）平的面那样表现。效率提升的效果通过折射指数的逐渐的变化来产生，从而透镜材料的折射率连续地接近空气的折射指数。由此，菲涅耳损失在通过所述材料边界面时降低。这种结构元件的规则的布置引起反射的强的角度依赖性。 [0013] 在本实用新型的另外的有利的实施方案中，对于照明装置，所述阻碍反射的结构边界面至少部分区段地具有随机的蛾眼结构。在这种在制造方面简化的实施方案中，蛾眼结构也能够通过以下方式制造，即周期性的表面轮廓或者光学的格栅的比经受不规则的波动。随机的结构此外鉴于反射的角度依赖性方面是有利的，所述角度依赖性相对于规则地布置的结构元件被减小。 [0014] 适宜地，对于照明装置，所述阻碍反射的结构边界面的随机的蛾眼结构通过利用离子等离子体（Ionenplasma）有针对性地处理聚合的原料制成。例如对此，将待结构化的表面以离子等离子体来轰击（beschossen），然而其中，在待结构化的材料中的干扰同样影响所述随机的蛾眼结构的外形。 [0015] 适宜地，对于根据本实用新型的照明装置，所述阻碍反射的结构边界面能够通过边界曲线的微结构化的谷以及峰近似地说明，其中，相邻的谷和峰彼此以微米尺度间隔开。原则上适用的是，所述阻碍反射的结构边界面越小结构化地设计，能够以这种结构化的基质相比于相应地未经处理的表面实现越高的透射。 [0016] 特别有利地，对于根据本实用新型的照明装置，所述阻碍反射的结构边界面能够通过边界曲线的纳结构化的谷以及峰近似地说明或者描述，其中，相邻的谷和峰彼此以纳米尺度间隔开。在具有纳结构化的阻碍反射的结构边界面的这种实施方案中实现所述表面的特别好的防反射以及由此特别高的光强度。 [0017] 在本实用新型的另外的有利的实施方案中，对于照明装置，所述光导引元件和/或所述发光体由合成材料制成并且所述阻碍反射的结构边界面直接地在合成材料工具中引入。在此，防反射通过直接地引入到所述合成材料工具中的蛾眼结构进行。有利地，在接下来制造合成材料部件时甚至不产生附加的制造成本。 [0018] 有利地，对于根据本实用新型的照明装置，所述阻碍反射的结构边界面在合成材料中是合成材料工具的模板印痕（Modelabdrücke）。 [0019] 适宜地，对于根据本实用新型的照明装置，所述光导引元件在其光射出面的区域中装备有转向棱镜，其中，所述转向棱镜设立成，使得在所述光导引元件中改向的光基本上沿同样的出射方向从所述光射出面转向。 [0020] 在本实用新型的改进方案中，对于照明装置，所述光导引元件的光射出面至少部分区段地平行于所述发光体的光进入面布置。在这种布置中，所述照明装置的效率进一步提高，因为从所述光导引元件的光射出面出射的光碰到所述发光体的、平行于所述光导引元件的光射出面布置的光进入面上并且在此基本上直接地并且没有反射地到达到所述发光体的内部中。 [0021] 在本实用新型的另外的有利的实施方式中，对于照明装置，所述光导引元件是具有3D基础曲线（3D-Trägerkurve）的发光棒，其中，所述发光棒优选地具有圆形的或者椭圆形的横截面。所述发光棒例如具有软管形的外形，所述软管形的外形沿着三维的3D基础曲线成形。对于如下的情况，即所述发光棒具有基本上柱状的外形，则在这种情况下所述3D基础曲线相应于所述柱状的发光棒的纵轴线。 [0022] 适宜地，对于根据本实用新型的照明装置，所述发光体的至少一个光进入面以及至少一个光输出面基本上彼此平行地布置。 [0023] 本实用新型的使用范围主要考虑用于机动车主大灯领域。然而在本实用新型的范围中规定并且能够考虑，按本实用新型的照明装置也在其它领域中、如例如在尾灯领域中使用或者还用于在车辆的内部中的照明。本实用新型能够由此在整个的机动车领域中不仅在轿车、载重车辆中，而且在摩托车中用于不同的照明任务。 [0024] 由现有技术已知用于设有蛾眼结构的合成材料表面的不同的制造方法。例如在此将所述蛾眼结构的阴模安置在工具的模具嵌件上。接下来防反射的光学的构件能够在没有另外的工作步骤的情况下直接地在注射成型过程中制造。在此，所述蛾眼结构直接地在相应的光学的元件的表面上被塑造。这种技术的优点在于，光学的构件相比于利用干涉覆层的涂层方法能够成本适宜并且以大的件数制造，一旦所述模具嵌件可供使用。 [0025] 主要的挑战首先在于制造相应的模具嵌件。存在有多个可行方案，即如何能够将所述蛾眼结构安置到这样的模具嵌件上。一种可行方案例如为所谓的改型的（modifizierte）PVD方法。对于这种方法，将耐磨损的并且耐高温的陶瓷的硬质材料覆层（其由钛铝氮化物（TiAlN）以及由钛氧化物（TiOx）制成）施加到注射成型工具或者冲压模（所述注射成型工具或者冲压模又由常见的工具材料、例如由钢或者由钢合金制成）上。借助于有针对性的晶体增长以及沉积参数的合适的选择来产生期望的表面形状。在此特征性的是自组织的柱形的表面结构，其单个的柱的特征在于金字塔形的顶部。然而要考虑的是，所述结构过程决定地统计地分布地增长并且能够因此随机地且不是周期性地布置在工具面上。所述改型的PVD方法的大的优点是，实际上每个任意的轮廓或者尺寸能够防反射。此外，具有非常高的寿命的抗磨损的、抗高温的硬质材料覆层得到使用。利用这样制造的工具能够直接地将防反射的光学的元件例如由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）或者由其它的可比的合成材料注射而成。 [0026] 用于产生在纳米范围内的表面结构的另一可行方案为利用特殊的蚀刻技术的光阻板（光刻胶板（Fotolackplatten））的所谓的全息的曝光。所述曝光以及与此联系的周期性的结构化能够通过功率大的激光进行。这为两个相干的激光射线，其被置于干涉并且在此产生周期性的正弦形的强度调制。利用这种样式（Muster）使得光敏感的材料被曝光。通过电的改形，使得所述光阻板的结构化传递到镍垫片（Nickel-Shim）结构元件上。所述结构元件接下来代表用于注射成型和热冲压过程的所谓的母版（Master）。利用这种方法能够呈2 现出1%的总反射系数。然而，利用这种方法仅仅能够制造具有最大0.5m 的尺寸的平的面。此外，也可行的是，借助于阳极的过程成纳尺度的（nanoskalierte）在30nm至200nm的纳米尺寸范围内的表面结构安置到铝嵌件上。之前提到的方法能够单个地或者一同地在本实用新型的范围内用于制造所述阻碍反射的结构边界面。 [0027] 在本实用新型的改进方案中还能够说明具有一个或多个按本实用新型的照明装置的车辆大灯。 [0028] 此外，在本实用新型的范围内能够说明具有至少一个车辆大灯、优选地刚好两个车辆大灯的机动车，其中，所述至少一个车辆大灯装备有一个或多个按本实用新型的照明装置。附图说明 [0029] 本实用新型的另外的细节、特征和优点由接下来的、对在附图中示意性地示出的实施例的解释得出。在附图中： [0030] 图1以俯视图示出按本实用新型的具有光导引元件和发光体的照明装置的可行的实施方案，其中，以阴影示出具有蛾眼结构的结构边界面； [0031] 图2从前方以等尺寸的斜视图示出到光导引元件中的输入区域，其中，具有蛾眼结构的结构边界面于在到所述光导体中的进入部处的光射入面处以阴影示出； [0032] 图3从侧以等尺寸的斜视图示出以发光棒的形式的光导体以及所属于其的发光体； [0033] 图4以原理简图示出具有结构边界面的表面区段，所述结构边界面带有所述结构边界面的、相应于实际的表面的边界曲线以及蛾眼结构。具体实施方式 [0034] 图1阐明根据本实用新型的用于机动车的照明装置1，所述照明装置具有发光体模块10，所述发光体模块具有多个光发射源200，所述光发射源在此实施为LED并且固定在光发射源载体210上。放射光的区域220对此如下地布置在所述光发射源载体210处，使得由所述放射光的区域220放射的光在光导引元件300的光射入面310处输入到所述光导引元件中。放射的光射线（其同时阐释输入到所述光导引元件300中的光）在图1中作为虚线的箭头示出。在经过所述光射入面310之后，所输入的光100在所述光导引元件300的内部中穿过输入区域320到达到所述光导引元件300的内壁部处，在所述内壁部处所述光众所周知地全反射或者说改向。在克服在所述光导引元件300之内的相应的光导引路段之后，所改向的光110到达到所述光导引元件300的如下的区段处，所述区段设有多个转向棱镜330。在所述转向棱镜330处，使得所改向的光射线再一次地转向并且（基本上分别沿出射方向转向地）通过所述光导引元件300的光射出面340到达到在所述光导引元件300和发光体400之间的周围环境空气600中。所述光导引元件300的光射出面340对此沿着所出射的光120的出射方向与所述发光体400的至少一个光进入面410耦联。或者换言之，所述光导引元件300的光射出面340如下地布置或者说构造，使得从所述光射出面340出射的光120沿着出射方向碰到所述发光体400的至少一个光进入面410上。所出射的光120穿过所述发光体400的光进入面 410到达到所述发光体400中，作为由所述发光体400吸收的光130在所述发光体400之内分布或传输并且在所述发光体400的光输出面420处又作为放射的光140从所述发光体中输出。所放射的光140由此放出到所述发光体400的周围环境空气600处。所述光导引元件300的光射入面310和光射出面340以及所述发光体400的光进入面410和光输出面420在此分别具有带有蛾眼结构的阻碍反射的结构边界面500。所述阻碍反射的结构边界面500在图1中分别以阴影示出。 [0035] 图2以细节示出到光导引元件300中的输入区域320，其中，具有蛾眼结构的结构边界面500于在到所述光导引元件300中的进入部处的光射入面310处以阴影来示出。在图前面部分中示出光发射源载体210连同多个光发射源200，所述光发射源布置在所述光发射源载体210的、面向所述光射入面310的背侧处。 [0036] 图3从侧以等尺寸的斜视图示出以发光棒350的形式的光导引元件300。所述发光棒350在此具有基本上圆形的横截面并且大约软管形地沿着所述发光棒350的3D基础曲线360延伸。在所述发光棒350的3D基础曲线360的部分的（sektoralen）纵区段处设置有转向棱镜330。所属的三维的发光体400基本上正相反地相对于所述转向棱镜330地与所述发光棒350间隔开地布置，对此具有光进入面410，所述光进入面基本上平行于所述发光棒350的 3D基础曲线360。在所述发光体400的、对置于所述光进入面410的外侧处设置有光输出面 420，所述光输出面大约平行于所述光进入面410。不仅所述光进入面410而且所述光输出面 420在此装备有具有蛾眼结构的阻碍反射的结构边界面500。三维的发光体400的覆盖面430在此没有装备阻碍反射的结构边界面500。 [0037] 图4以简化的原理简图示出具有结构边界面500的表面区段，所述结构边界面500带有所述结构边界面500的、相应于阻碍反射地装备的材料的实际的轮廓的边界曲线510以及蛾眼结构。所述结构边界面500的实际的材料轮廓在此虚线地标示。在此示出的边界曲线510的走向（所述走向匹配所述实际的材料轮廓）近似地通过周期性的序列（Abfolge）的谷 520以及相邻的峰530来描述或者能够通过这样的周期性的序列来说明。 [0038] 附图标记列表 [0039] 1 照明装置 [0040] 10 发光体模块 [0041] 100 输入的光 [0042] 110 改向的光 [0043] 120 出射的光 [0044] 130 吸收的光 [0045] 140 放射的光 [0046] 200 光发射源 [0047] 210 光发射源载体 [0048] 220 放射光的区域 [0049] 300 光导引元件 [0050] 310 光射入面 [0051] 320 输入区域 [0052] 330 转向棱镜 [0053] 340 光射出面 [0054] 350 发光棒 [0055] 360 3D基础曲线 [0056] 400 发光体 [0057] 410 光进入面 [0058] 420 光输出面 [0059] 430 覆盖面 [0060] 500 结构边界面 [0061] 510 边界曲线 [0062] 520 谷 [0063] 530 峰 [0064] 600 周围环境空气。

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