车辆的照明元件

技术领域

本发明涉及一种车辆的照明元件。它特别适用于但不限于机动车辆。

背景技术

在机动车辆领域中，本领域技术人员已知的用于车辆的照明元件包括至少一个光源和其中形成有图案的金属化反射层，所述图案被所述至少一个光源照射。所述金属化反射层由铟形成。

该现有技术的一个缺点在于，当该照明元件与位于所述照明元件后面的雷达相互作用时，所述照明元件的金属化反射层会阻挡雷达波通过。为了允许雷达波通过，需要具有厚度非常薄(纳米级的厚度)的金属化反射层。然而，在这种情况下，金属化反射层是半透明的并且会失去其反射镜效果。

在此背景下，本发明旨在提出一种用于车辆的照明元件，所述照明元件可以解决上述的缺点。

发明内容

为此，本发明提出了一种用于车辆的照明元件，所述照明元件包括：

-至少一个光源，被配置为发射光线；

-反射层；

其特征在于，在所述反射层中完全地或部分地产生图案，并且其中所述照明元件还包括：

-光学元件，被配置为将来自所述至少一个光源的光线沿反射层的方向投射；

-暗层，沿着所述光学元件、在与所述反射层相对的一侧上延伸。

根据一些非限制性实施例，所述照明元件还可以包括一个或多个附加特征，所述一个或多个附加特征可以是以下特征之中的单独的特征或者是任何可能的技术组合。

根据一个非限制性实施例，所述照明元件还包括纹理。

根据一个非限制性实施例，所述纹理产生在所述暗层上。

根据一个非限制性实施例，所述纹理产生在所述光学元件上。

根据一个非限制性实施例，所述光学元件是光导、或者由棱镜形成、或者由棱镜和微棱镜形成。

根据一个非限制性实施例，所述暗层是半透明的或不透明的。

根据一个非限制性实施例，所述反射层由铟、氧化硅或钛制成。

根据一个非限制性实施例，所述反射层包括纳米级的厚度。

根据一个非限制性实施例，所述图案是：

-通过在反射层中进行激光蚀刻产生；

-完全地或部分地由反射层形成。

根据一个非限制性实施例，所述照明元件包括两个光源。

根据一个非限制性实施例，所述两个光源布置在所述光学元件的两侧上。

根据一个非限制性实施例，所述两个光源布置成在与反射层相对的一侧上面向暗层。

根据一个非限制性实施例，所述图案是标志。

根据一个非限制性实施例，所述光学元件通过主介质与暗层分隔开，所述主介质的折射率低于所述光学元件自身的折射率。

根据一个非限制性实施例，所述光学元件通过辅介质与反射层分隔开，所述辅介质的折射率低于所述光学元件自身的折射率。

根据一个非限制性实施例，主介质和辅介质是同一介质。

根据一个非限制性实施例，所述主介质和所述辅介质是空气。

根据一个非限制性实施例，所述暗层被布置成面向雷达，所述雷达被配置成发射雷达波，所述雷达波穿过反射层。

根据一个非限制性实施例，所述两个光源布置在雷达的两侧上。

还提出了一种用于车辆的照明组件，包括根据前述特征中的一个的照明元件，以及布置成面向所述照明元件的暗层的雷达，所述照明元件的所述反射层允许雷达波通过。

还提出了一种包括根据前述特征的照明组件的照明装置。

根据一个非限制性实施例，照明装置是车辆前灯或车辆尾灯。

附图说明

通过阅读以下描述并通过研究附图，将更好地理解本发明及其各种应用。

[图1]是根据本发明的第一非限制性实施例的当打开至少一个光源时的照明元件的示意性剖面图，所述照明元件包括所述至少一个光源、其中形成有图案的反射层、光学元件和暗层。

[图2]是根据本发明的第二非限制性实施例的当打开至少一个光源时的照明元件的示意性剖面图，所述照明元件包括所述至少一个光源、其中形成有图案的反射层、光学元件和暗层。

[图3]是根据本发明的第三非限制性实施例的当打开至少一个光源时的照明元件的示意性剖面图，所述照明元件包括所述至少一个光源、其中形成有图案的反射层、光学元件、纹理和暗层。

[图4]是根据第三非限制性实施例的当关闭所述至少一个光源时的图3的所述照明元件的示意性剖面图；

[图5]是根据本发明的第四非限制性实施例的当打开至少一个光源时的照明元件的示意性剖面图，所述照明元件包括所述至少一个光源、其中形成有图案的反射层、光学元件、纹理和暗层。

[图6]是根据第四非限制性实施例的当关闭所述至少一个光源时的图3的所述照明元件的示意性轮廓图；

[图7a]示出了根据第一非限制性实施例的在图1或图2的所述照明元件的反射层中产生的图案的示意图；

[图7b]示出了根据第二非限制性实施例的在图3或图5的所述照明元件的反射层中产生的图案的示意图。

[图7c]示出了根据第三非限制性实施例的在图3或图5的所述照明元件的反射层中产生的图案的示意图。

[图7d]示出了根据第四非限制性实施例的在图3或图5的所述照明元件的反射层中产生的图案的示意图。

[图8a]示出了根据第一非限制性实施例的图3或图4的暗层的放大示意性轮廓图，所述暗层包括所述纹理。

[图8b]示出了根据第二非限制性实施例的图5或图6的光学元件的放大示意性轮廓图，所述光学元件包括所述纹理。

[图9]示出了根据一个非限制性实施例的当打开所述至少一个光源时的图3或图5的所述照明元件的示意性前视图。

[图10]示出了根据一个非限制性实施例的当关闭所述至少一个光源时的图4或图6的所述照明元件的示意性前视图。

除非另有说明，否则出现在各个附图中的结构或功能上相同的元件保持相同的附图标记。

具体实施方式

参考图1至图10描述根据本发明的用于车辆5的照明元件1。在一个非限制性实施例中，车辆5是机动车辆。术语机动车辆被理解为表示任何类型的机动车辆。该实施例在说明书的其余部分中被视为非限制性示例。在说明书的其余部分中，车辆5因此被另外称为机动车辆5。

如图1至6所图示，机动车辆5的照明元件1包括：

-至少一个光源10；

-反射层11；

-完全或部分地产生在反射层11中的图案13(图7a至7d中所图示的)

-光学元件14，以及

-暗层15。

在一个非限制性实施例中，照明元件1还包括被配置为将反射层11、光学元件14和暗层15保持在一起的对接件17。在一个所示的非限制性示例中，对接件17在它们每个的端部处将它们保持在一起。

在一个非限制性实施例中，照明元件1形成机动车辆5的照明装置2的一部分。在一个非限制性实施例中，照明装置2是机动车辆5的前灯或机动车辆5的尾灯。在另一非限制性实施例中，照明元件1可以形成机动车辆5的格栅的一部分，或者整合到机动车辆5的后部。

在图1至图6所示的一个非限制性实施例中，照明装置2还包括与照明元件1相互作用的雷达20。在一个非限制性实施例中，雷达20是用于检测在机动车辆5的环境中移动的物体(行人、自行车、车辆等)的雷达。雷达20生成将穿过所述照明元件1的雷达波R2。在一个非限制性实施例中，雷达20以在1GHz和30THz之间的雷达频率操作。在一个非限制性变型实施例中，雷达20在76GHz和81GHz之间的雷达频率下操作。在一个非限制性实施例中，雷达20以照明元件1为中心、面向暗层15的方式布置。雷达20被布置为沿着机动车辆5的穿过照明元件1的贯穿轴线Ax而位于照明元件1的后面，所述轴线Ax在与机动车辆5的运动相反的方向上延伸。特别地，在该相反方向上，雷达20被布置在暗层15的一侧上的图案13的后面，暗层15的所述一侧与光导14所位于的一侧15a(在图8a中示出)相对。因此，雷达20面向暗层15的所述一侧15b(在图8a中示出)。

在一个非限制性实施例中，雷达20固定到照明元件1。在一个非限制性实施例中，通过固定夹(未示出)的方式来附接雷达20。照明元件1和雷达20形成照明组件3。

下面描述所述至少一个光源10。

在一个非限制性实施例中，所述至少一个光源10是半导体光源。

在一个非限制性实施例中，所述半导体光源形成发光二极管的一部分。发光二极管被理解为表示任何类型的发光二极管，在非限制性示例中为LED(“发光二极管”)、OLED(“有机LED”)、AMOLED(有源矩阵有机LED)或甚至FOLED(柔性OLED)。在另一非限制性实施例中，所述至少一个光源10是具有灯丝的灯泡。

光源10被配置为发射光线R1。在图1至图6所示的一个非限制性实施例中，照明元件1包括两个光源10。该非限制性实施例在说明书的其余部分中被视为非限制性示例。

在图1和图2所示的第一非限制性实施例中，两个光源10以及它们相关联的电子器件100被布置成在与反射层11相对的一侧上面向暗层15。它们因此被布置在暗层15的与一侧15a相对的一侧15b上。因此，沿着贯穿轴线Ax，它们布置在图案13后面。因此，发射的光线R1来自图案13的后面。当存在雷达20时，如图1和图2所示，光源10以及它们相关联的电子器件100(导线、电路、电缆等)被布置在雷达20的两侧上。如果在光学元件14的两侧上没有空间，则该第一实施例是有益的。在这种情况下，光学元件14包括角状切口，该角状切口被配置成使来自两个光源10的光线R1偏转并且使它们沿着垂直于机动车辆5的贯通轴线Ax的轴线定向。这同样适用于图2中的光学元件14。因此，光线R1可以被引导朝向图案13以便照射图案13。

在图3至图6所示的第二非限制性实施例中，两个光源10以及它们相关联的电子器件100被布置在光学元件14的两侧上。特别地，它们被布置成面向光学元件14的每个端部140(在图8b中示出)。因此，它们不以相对于照明元件1为中心的方式布置，这使得它们不干扰雷达20的操作。它们不位于图案13的后面，但是它们相对于照明元件1并因此相对于照明元件1的各个层偏置。它们位于图案13的侧面上。因此，在由照明元件1和雷达20形成的照明组件3的厚度方面存在增益。由于第二非限制性实施例在亮度方面表现出较少的损失，因此该第二非限制性实施例比第一非限制性实施例更有效。具体地，相比于第一非限制性实施例的情况，光线R1的重新定向更少。

下面描述反射层11。

反射层11是对于在机动车辆5外部的观察者可见的一侧11a的层。反射层11是光反射层。这使得可以获得反射镜的效果。在一些非限制性实施例中，反射层11由铟、氧化硅、钛或任何其他反射材料制成。在所采用的非限制性示例中，反射层11由铟、氧化硅或钛的叠层形成。铟、氧化硅或钛的叠层使得可以获得允许可见波(特别是来自两个光源10的光线R1)通过的反射层11。应当注意，当使用铟时，反射层11具有金属化外观。当使用氧化硅时，反射层11可以具有珠光式外观。最后，当使用钛时，反射层11可以具有金属化外观。

此外，这些材料使得可以产生如下一种反射层11，该反射层11足够薄以使来自雷达20的雷达波R2能够穿过该反射层11。因此，反射层11包括厚度e1，厚度e1足够薄以对于雷达波R2是透明的，即允许雷达波R2通过。在一个非限制性实施例中，反射层11包括纳米级的厚度e1。应当注意，当用于反射层11的材料是金属时，厚度e1会明显小于该材料的皮层效应的厚度。在第一非限制性变型实施例中，当反射层11由铟制成时，反射层11的厚度e1在10nm与150nm之间。在第二非限制性变型实施例中，当反射层11由氧化硅制成时，反射层11的厚度e1在50nm与400nm之间。应当注意，这样薄的厚度e1表示反射层11可呈现为半透明的。然而，由于暗层15的原因，当两个光源10关闭时就不是这种情况。当两个光源10关闭时，获得反光外观(类似反射镜)。在没有暗层15的情况下，将存在来自外部的光的两次反射的叠加，所述光首先从反射层11反射出，并且其次从反射层11后面的另一层(例如，彩色层)反射出，这将得到半透明效果。当使用暗层15时，来自外部的光的第二次反射被该暗层吸收，并且仅从反射层11的第一次反射是可见的，因此得到反射镜的效果。

在图1和图2所示的第一非限制性实施例中，反射层11的任一侧被附加的暗层15’包围。反射层11仅部分地沿着暗层15延伸。因此，反射层11的长度比暗层15短。

在图3至图6所示的第二非限制性实施例中，反射层11完全沿着暗层15延伸。因此，反射层11的长度与暗层15大致相同。

下面描述图案13。

在反射层11中完全地或部分地产生图案13。通过激光蚀刻来产生图案13，或者完全地或部分地由反射层11形成图案13。

因此，在图7a和7b所示的第一非限制性实施例中，通过在反射层11中进行激光蚀刻来产生图案13。因此，这得到了通过激光蚀刻切割出的图案13。如图所示，通过在反射层11中进行激光蚀刻而切割出区域130(也称为切口区域130)。区域130允许来自光源10的光线R1通过。因此，这些是用于光通过的区域。这些切口区域130限定图案13的轮廓。因此，激光蚀刻使得可以限定图案13的轮廓，从而限定了待照射的区域。当打开两个光源10时，图案13使得照明装置2可以具有光标记(signature)。在一个非限制性实施例中，图案13是标志。因此，在一个非限制性示例中，所述标记是机动车辆5的制造商的标志。图7a示出一个非限制性实施例，根据所述实施例，图案13被完全整合到反射层11中，并且根据所述实施例，反射层11被另外的不透明层15’围绕。图7b示出了一个非限制性实施例，根据所述实施例，图案13被完全整合到反射层11中，并且根据所述实施例，反射层11没有被另外的不透明层15’围绕。

在一个非限制性变型实施例中，元件1还可以包括布置在图案13后面的另外的彩色层(未示出)，以便赋予图案13颜色，特别是当照射图案13时是这样。

因此，在图7c中示出的第二非限制性实施例中，图案13由反射层11形成。在一个非限制性变型实施例中，掩模21直接附接到反射层11。因此，当打开两个光源10时，光穿过图案13，并且图案13具有反射镜的外观。

因此，在图7d所示的第三非限制性实施例中，图案13部分地由反射层11形成，并且部分地由彩色层22形成。在一个非限制性变型实施例中，掩模21直接附接到反射层11。因此，在所采用的非限制性示例中，当打开两个光源10时，光穿过图案13，并且图案13的一部分具有镜面外观，而另一部分具有彩色外观。

下面描述光学元件14。

光学元件14被配置成使得将来自两个光源10的光线R1投射通过反射层11。

在图1所示的第一非限制性实施例中，光学元件14由棱镜141和微棱镜140形成。光学元件14位于光源10与暗层15之间。棱镜141使得可以将光线R1重新定向成朝向照明元件1的中心。微棱镜140使得可以在通过并沿着反射层11(特别是图案13)的方向漫射光线R1。微棱镜140的尺寸被选择成不会干涉雷达波R2。在一个非限制性示例性实施例中，所述尺寸等于包含微棱镜140的介质的波长除以10。在一个非限制性示例中，对于2.75mm的波长和77GHz的频率，所述尺寸为大约275μm(微米)。在该第一实施例中，为了允许光线R1通过，暗层15包括为此目的而设置的两个孔150。每个棱镜141被布置成面向孔150。每个光源10被布置成面向孔150。当然，在另一非限制性实施例中，光学元件14可以仅由棱镜141形成。

在图3至图6所示的第二非限制性实施例中，光学元件14是光导。在一个非限制性变型实施例中，光导14在与反射层11的一侧11a相对的一侧上沿着反射层11延伸，所述一侧11a对观察者可见。因此，光导14包括面向反射层11的一侧11b的一侧14a(图8b中所示)。

在图3和图4所示的第一非限制性变型实施例中，光导14附接到反射层11和暗层15。

在图5和图6所示的第二非限制性变型实施例中，光导14通过主介质18而与暗层15分隔开，主介质18的折射率n0低于光导14自身的折射率n1。以相同方式，光导14通过辅介质19而与反射层11分隔开，辅介质19的折射率n0’低于光导14自身的折射率n1。在一个非限制性实施例中，主介质18和辅介质19是同一介质。在一个非限制性示例中，所述主介质18和所述辅介质19是空气。如在图8b中可见，光导14包括两个屈光度Vc和Vd以及折射率n1。由于光导14与介质18相邻，因此在穿过屈光度Vd时，折射率发生变化。在所采用的非限制性示例中，折射率从n0变为n1，n0是空气的折射率。这使得可以提高光线R1到反射层11的传输效率。这减少了暗层15对光线R1的一部分的吸收。

另外，由于光导14与介质19相邻，在穿过屈光度Vc时，折射率发生变化。折射率从n1变为n0’(如图5、6和8b所示)。这使得可以改善光的正向漫射，特别是在沿着并穿过反射层11的方向上的正向漫射。

在第三非限制性变型实施例(未示出)中，光导14仅通过辅介质18而与反射层11分隔开，辅介质18的折射率n0低于光导14自身的折射率n1。

下面描述暗层15。

在一个非限制性实施例中，暗层15在与反射层11相对的一侧上沿着所述光导14延伸。暗层15包括面向光学元件14的一侧14b的一侧15a(在图8a中示出)。在一个非限制性实施例中，暗层15具有大致等于光学元件14的长度的长度。暗层15沿着横向轴线Ax位于反射层后面。

在一个非限制性实施例中，暗层15是半透明或不透明的15。由于暗层15的原因，当关闭两个光源10时，反射层11具有反光外观MX，如图10中所示。具体地，如果沿着机动车辆5的贯通轴线Ax观看，暗层15位于反射层11后面。在没有暗层15的情况下，反射层11将是半透明的并且将不具有这种反光外观，并且图案13呈现为暗的(在激光蚀刻的图案13的情况下是这样)。该图10适用于图3至6所示的实施例。

在图9所示的非限制性示例中，当打开两个光源10时，反射层11呈现为透明的，并且图案13呈现为白色的(在激光蚀刻的图案13的情况下是这样)。该图适用于图3至6所示的实施例。

在第一非限制性实施例中，暗层15由黑色聚碳酸酯制成。在第二非限制性实施例中，覆盖光导14的、与反射层11相对的一侧14b的是深色涂料。

如图8a所示，在一个非限制性实施例中，暗层15包括厚度e2(如图8a中所示)，厚度e2被限定为使得该暗层15不会阻挡雷达波R2。因此，暗层15对于雷达波R2是尽可能透明的。

在一个非限制性实施例中，元件1还包括纹理16，纹理16被配置成使得在一定方向上(特别是所述图案13的方向上)漫射光线R1。图3至图6中示出了纹理16。在一个非限制性实施例中，使用本领域技术人员公知的激光方法来产生纹理。

纹理16由漫射粒子形成。漫射粒子的尺寸严格地小于雷达波R2的波长λ，具体为微米(μm)级。因此，雷达波R2会传播通过元件1，而不会被纹理16漫射。

在一个非限制性实施例中，由纹理16产生的漫射遵循瑞利方程(Rayleighregime)。因此，这给出了严格小于1的(瑞利方程-mx)，其中m＝ni/nm，并且ni是介质的折射率，nm是纹理16的漫射粒子的折射率。并且，x＝2π*nm*a/λ，a是纹理16的漫射粒子的尺寸。

在图3、图4和图8a所示的第一非限制性实施例中，纹理16位于暗层15上。在这种情况下，在一个非限制性变型实施例中，暗层15邻近于光导14。换言之，暗层15附接到光导14。可以如图8a所示，暗层15包括两个屈光度Va和Vb以及折射率n2。由于暗层15邻近于光导14，在穿过屈光度Va时折射率发生变化。折射率从n2变为n1。纹理16结合折射率变化促进了光线R1朝向反射层11漫射。在没有纹理16的情况下，光线R1将被反射但不会离开光导14。在没有折射率变化的情况下，光线R1将被纹理16吸收而没有反射。

在图5、6和8b所示的第二非限制性实施例中，在光导14上产生纹理16。在第一非限制性变型实施例(未示出)中，纹理16覆盖光导14的整个表面。在所示的第二非限制性变型实施例中，纹理16覆盖光导14的一部分。这部分是光导14的面向暗层15的一侧14b。由光导14漫射的光线R1被纹理16沿反射层11的方向漫射。在没有纹理16的情况下，光线R1将保留在光导14中。

因此，借助于上述的照明元件1，如图9所示，当打开两个光源10时(因此通常在夜间)，来自两个光源10的光线R1穿过反射层11以照射图案13。因此，(由来自两个光源10的光线R1形成的)光LX穿过图案13，因此图案13对于机动车辆5外部的观察者可见。因此，图案13呈现为明亮的。呈现明亮的是图案13。区域Z1和Z3(它们是不同于形成图案13的切口区域130的区域)是反射层11的在这种情况下看起来被照射的区域。当然，如果存在布置在图案13后面的另外的彩色层，则图案13将呈现为彩色明亮的。当然，如果在反射层11后面且在光导14前面(在图案13外部)存在暗掩模，则(在图案13的外部的)反射层11将在夜间呈现为暗的。

因此，如图10所示，当(因此通常在白天)关闭两个光源10时，没有光穿过反射层11。因此，形成在所述反射层11中的图案13没有被照射。由于暗层15位于反射层11后面，因此当观察者由机动车辆5外部观察反射层11时，图案13外部的反射层11具有反光外观MX。反射层11的区域Z1和Z3具有反光外观MX。因此，在白天，该反射外观MX是清楚可见的。在这种情况下，由于位于反射层11后面的暗层15的原因，所以区域Z0和Z2(它们为形成图案13的切口区域130)呈现为暗的。当然，如果存在布置在图案13后面的另外的彩色层，则图案13将呈现为彩色的。

当然，本发明的描述不限于上述实施例并且不限于上述领域。因此，在一个非限制性实施例中，纹理16整体上的形状遵循图案13的形状。因此，在一个非限制性实施例中，图案13可以通过彩色光源10而不是另外的彩色层的方式呈现为彩色明亮的。因此，在另一非限制性实施例中，照明元件1可以包括纹理16和由棱镜141形成的光学元件14。

因此，所描述的发明特别具有以下优点。

-允许光穿过图案13，不管光源10的电光设置如何亦是如此；因此，可以照射通过图案13，而不是在图案13的周围进行照射；

-可以使得反射层11具有小的厚度e1，以便尽可能少地阻挡雷达波R2，同时当关闭光源10时，仍然保持该反射层11的反光外观MX，并且借助于使用暗层15结合反射层11来完成；

-使得可以具有如下反射层，当打开光源10时，允许光穿过反射层11，而当关闭光源10时，反射层11仍然具有反射镜的效果(在白天清楚可见)；

-使得可以将光标记整合到前照灯、车辆尾灯或车辆的任何其他部分(格栅、行李箱等)，所述标记可以是制造商标志等；

-使得可以为机动车辆制造商提供其他风格的标记设计选项。