多功能光导尾灯制品的制作方法
多功能光导尾灯制品的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及尾灯制品，并且具体地涉及包括提供多种车辆信号功能的单个光导的尾灯制品。
【背景技术】
[0002]汽车工业最近一直在尾灯、前灯和其它信号灯应用中采用LED技术。在一些情况下，使用LED和白炽灯技术的组合。在其它情况下，灯仅使用LED作为源。注意到具有数十甚至过百LED的尾灯。一般来讲，已经使用了自由空间光学器件。此方法的缺点包括需要要求更大后备箱空间的较大的腔体，以及需要与容纳灯的车架的通常必要的金属加工相关联的附加间接成本。
[0003]最近，已提出固体光导以用于后行驶灯或用于装饰用途。一般来讲，这些固体光导已引入如下挑战:体积大、笨重、且在不使用其他光学元件诸如漫射器的情况下在其光发射方面不是特别均匀。此类光学元件增加了附加的复杂性和成本，并减小了光亮度。
[0004]从装饰性角度来看，LED是在标准观察距离处容易分辨的点源。LED已被用于直接照明式信号功能中，然而该点光源外观可由于亮度、炫光和其他原因而对观察者不具有吸引力。此外，车辆尾灯组件包含多种信号功能。这些信号功能中的每一种具有独特颜色、均匀度和强度要求。在夜间车辆运行期间工作的行驶灯一般为红光或红色-琥珀色光。间歇性启用的停止灯与行驶灯经常具有相同颜色，但是颜色通常更深。倒车灯通常为白灯，并且最后信号灯通常为黄光、琥珀色光或红光。
【发明内容】
[0005]本公开涉及尾灯制品，并且具体地涉及包括提供多种车辆信号功能的单个光导的尾灯制品。
[0006]在本公开的第一方面中，尾灯制品包括光导，该光导具有光发射前表面、后表面以及将前表面与后表面分开的侧表面。多个光提取特征结构定位在光导上或光导内。光提取特征结构被构造成将光通过发射表面引导出。第一光源被构造成将光沿第一方向引导到光导的侧表面中。第一光源指示第一信号功能。第二光源被构造成将光沿第二方向引导到光导的第二侧表面中。第二光源指示第二信号功能，并且第二方向不同于第一方向。
[0007]在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构包括第一多个光提取特征结构，该第一多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第一光源的光通过发射表面选择性地引导出。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构包括第二多个光提取特征结构，该第二多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第二光源的光通过发射表面选择性地引导出。在一个或多个实施例中，光导是光学透明的光导。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构设置在光导的后表面上或与光导的后表面相邻设置。
[0008]在一个或多个实施例中，光导是弯曲的。在这些实施例中，多个光提取特征结构的至少一部分可设置在光导的前表面上或与光导的前表面相邻设置。
[0009]在一个或多个实施例中，第一光源和第二光源被构造成将不同颜色的光引导到光导的边缘中。在一个或多个实施例中，第一光源被构造成在光导的第一侧表面中引导光，并且第二光源被构造成在光导的第二侧表面中引导光，并且第二侧不同于第一侧。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有5微米至750微米范围内的特征尺寸。在一个或多个实施例中，第一信号功能和第二信号功能是不同的信号功能。
[0010]在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括与光提取后表面相邻的后表面。在一些实施例中，后表面是光反射元件并且可反射至少70 %的入射光。在一个或多个实施例中，后表面是着色的。在一个或多个实施例中，后表面包括标记或图形元素，当光导的至少一部分是光学透明的时，该标记或图形元素可被观察者观察到。在一个或多个实施例中，尾灯制品是层合一体构造。在一个或多个实施例中，尾灯制品具有0.2cm至30cm范围内的总厚度。在一个或多个实施例中，粘合剂被设置在尾灯制品的后表面上，并且粘合剂被构造成将尾灯制品固定至车辆。在一个或多个实施例中，第一信号功能和第二信号功能被同时显示。
[0011]在一个或多个实施例中，第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。在一个或多个实施例中，第一信号功能显示于光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于光导的第二区域中，并且第一区域不与第二区域在光学上隔离。在一个或多个实施例中，第一信号功能显示于光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于光导的第二区域中，并且光学隔离元件将第一区域与第二区域分开。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构形成对观察者可见的用于指示第一信号功能或第二信号功能的标记。
[0012]在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括第三光源，该第三光源被构造成将光沿第三方向引导到光导中，第三光源指示第三信号功能，并且第三方向不同于第一方向和第二方向。在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括直接照明式光源，该直接照明式光源引导光通过光导的光学透明部分并指示直接照明式信号功能，诸如刹车信号功能或倒车信号功會K。
[0013]在一个或多个实施例中，直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功能，并且第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。在一个或多个实施例中，第一信号功能、第二信号功能和第三信号功能是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0014]在一个或多个实施例中，至少所选择的第一多个光提取特征结构各自限定具有将来自第一光源的光引导出光导的光反射表面的楔形，并且至少所选择的第二多个光提取特征结构各自限定具有将来自第二光源的光引导出光导的光反射表面的楔形。在一个或多个实施例中，至少所选择的第一多个光提取特征结构各自限定具有正向圆柱形凹陷的楔形，或者至少所选择的第二多个光提取特征结构限定具有正向圆柱形凹陷的楔形。在一个或多个实施例中，至少所选择的第一多个光提取特征结构各自限定具有负向圆柱形凹陷的楔形，或者至少所选择的第二多个光提取特征结构限定具有负向圆柱形凹陷的楔形。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构具有30微米至350微米范围内的最大特征尺寸和125微米至725微米范围内的相邻光提取特征结构之间的平均间距。
[0015]在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括第四光源，该第四光源被构造成沿第四方向照明到光导中。第四光源指示第四信号功能，并且第四方向不同于第一方向、第二方向和第三方向。在一个或多个实施例中，第一光源、第二光源、第三光源和第四光源均将光入射到光导的边缘中。在一个或多个实施例中，第一信号功能、第二信号功能、第三信号功能和第四信号功能是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0016]本发明的一个或多个实施例的细节在附图和以下【具体实施方式】中说明。通过【具体实施方式】和附图以及权利要求书，本发明的其他特征、目标和优点将显而易见。
【附图说明】
[0017]结合附图，参考以下对本发明的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本发明，其中:
[0018]图1是具有例示性尾灯的车辆的示意性透视图；
[0019]图2是例示性尾灯的示意性剖视图；
[0020]图3是例示性尾灯的示意性前视图；
[0021]图4是另一个例不性尾灯的不意性如视图；
[0022]图5是图4的例不性尾灯的不意性如内部视图；
[0023]图6是用于图4的例示性尾灯的另一个源光构型的示意性前内部视图；
[0024]图7是例示性光提取特征结构的示意性透视图；并且
[0025]图8是另一个例示性光提取特征结构的示意性透视图。
【具体实施方式】
[0026]在以下详细描述中参考形成说明的一部分的附图，并且其中通过举例说明的方式示出若干具体实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围或实质的情况下，设想并可做出其它实施例。因此，以下的【具体实施方式】不具有限制性意义。
[0027]除非另外指明，否则本文所用的所有科技术语具有本领域中常用的含义。本文给出的定义有利于理解本文中频繁使用的某些术语，且并不意味着限制本发明的范围。
[0028]除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，这些近似值可以变化。
[0029]除非本文内容另外清楚指明，否则如本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一种”、“一个”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施例。如本说明书以及附加的权利要求中所使用，术语“或”一般以包括“和/或”的意思使用，除非内容另外清楚声明。
[0030]与空间相关的术语(包括但不限于“下面”、“上面”、“在...下面”、“在...之下”、“在...之上”和“在顶部”)，如果在本文中使用，则用于便于描述一个元件相对于另一个元件的空间关系。此类空间相关术语涵盖除示于附图中并且描述于本文中的特定取向之 外的装置在使用或运行中的不同取向。例如，如果图中所示出的对象翻过来或翻转过来，那么先前描述的在其他元件下方或下面的部分就在这些其他元件上方。
[0031]如本文所用，例如当元件、组件或层描述为与另一元件、组件或层形成“一致界面”，或在另一元件、组件或层“上”、“连接到”、“联接到”或“接触”另一元件、组件或层时，其可以直接在所述元件、组件或层之上，直接连接到，直接联接到，直接接触所述特定元件、组件或层，或者居间的元件、组件或层可能在所述特定元件、组件或层之上，或连接到、联接到或接触所述特定元件、组件或层。例如，当元件、部件或层被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”、“直接联接到”或“直接接触”另一元件时，则没有居间的元件、部件或层。
[0032]如本文所用，“具有”、“包括” “包含”等以其开放性的含义使用，并且通常是指“包括但不限于”。应当理解，术语“由...组成”和“基本上由...组成”包括在术语“包含/包括”(comprising)等的范围内。
[0033]术语“光学透明的”是指元件对观察者是透明的，使得观察者可容易地辨别光学透明的元件将什么与观察者分开。可见光可透射通过光学透明的元件。在许多实施例中，光学透明的元件是无色的，诸如透明玻璃。提取器或提取特征部可存在于光学透明的区域中，但是它们的密度和尺寸足够小以使得能够具有光学透明度，如下文所述。
[0034]术语“信号功能”是指行驶灯指示、刹车灯指示、倒车灯或转向灯指示的灯指示。
[0035]本公开涉及尾灯制品，并且具体地涉及包括提供多种车辆信号功能的单个光导的尾灯制品，以及其他方面。该尾灯制品从两个或更多个光源选择性地提取光，以允许使用单个光导提供两种或更多种车辆信号功能。虽然本发明不受此限制，但是通过讨论下面提供的实例，将认识到本发明的各个方面。
[0036]图1是具有例示性尾灯100的车辆I的示意性透视图。图2是例示性尾灯100的示意性剖视图。图3是例示性尾灯100的示意性前视图。尽管尾灯制品100被示为位于车辆I的后部上的矩形元件，应当理解，尾灯制品100可具有任何可用的形状并可被放置在车辆上的任何可用的位置中。例如，就弯曲的尾灯而言，尾灯可围绕车辆的后拐角弯曲，使得尾灯的一部分与汽车的后部共面或接近共面，并且尾灯的一部分与汽车的侧面共面或接近共面。尽管尾灯制品100被示为大体矩形形状，应当理解，尾灯制品100具有任何可用的形状。
[0037]在一个或多个实施例中，尾灯制品100包括光导110，该光导具有光发射前表面112和后表面114、以及将前表面112和后表面114分开的侧表面118。多个光提取特征结构116位于光导110上或光导110内。光提取特征结构116被构造成通过发射表面112将光引导出。尽管光导110被示为大体矩形形状，应当理解，光导110可具有任何可用的周边形状，诸如曲线或弯曲形状。在这些实施例中，侧表面被理解为是沿着弯曲光导110的边缘表面的区域。
[0038]第一光源120被构造成将光沿第一方向引导到光导110的侧表面118中，并且该光作为发射光122离开光导110。第一光源120指不第一信号功能F1。第二光源130被构造成将光沿第二方向引导到光导110的第二侧表面119中，并且该光作为发射光132离开光导110。第二光源130指示第二信号功能F2，并且第二方向不同于第一方向。在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl和第二信号功能F2是不同的信号功能。术语“光源”是指单个点源和多个光源。
[0039]在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl是行驶灯功能，并且第二信号功能F2是转向灯功能。在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl显示于光导110的第一区域中，并且第二信号功能F2显示于光导110的第二区域中。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116形成对观察者可见的用于指示第一信号功能Fl或第二信号功能F2的标记。在许多实施例中，第一信号功能Fl或第二信号功能F2被同时显示，如图3所示。
[0040]在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116形成对观察者可见的用于指示装饰或美观功能诸如显示徽标或其他图形元素的标记。尽管附图示出了两个或更多个光源(由一个或多个点光源诸如LED限定)，其中每个光源对光导110的单个“侧面”进行边缘照明，但是预期两个或更多个光源(由一个或多个点光源诸如LED限定)可沿光导110的单个侧面设置，其中每个光源可照明光导110的特定区域、区或区域。此外，两个或更多个光提取特征结构可独立地取向成在光导110的相同区域、区或区域中将来自特定光源的光选择性地反射出光导110 (对光导110进行边缘照明)。
[0041]在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116包括第一多个光提取特征结构，该第一多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第一光源120的光122通过发射表面112选择性地引导出。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116包括第二多个光提取特征结构，该第二多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第二光源130的光132通过发射表面112选择性地引导出。
[0042]在一个或多个实施例中，光导110是光学透明的光导。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116设置在光导110的后表面114上或与光导110的后表面114相邻设置。在一个或多个实施例中，光导110是弯曲的。在这些实施例中的一些中，多个光提取特征结构116的至少一部分设置在光导110的前表面112或与光导110的前表面112相邻设置。
[0043]在一个或多个实施例中，第一光源120和第二光源130被构造成将不同颜色的光引导到光导I1中。在一个或多个实施例中，第一光源120被构造成在光导110的第一侧表面118中引导光122，并且第二光源130被构造成在光导110的第二侧表面119中引导光132，第二侧不同于第一侧。在其它实施例中，第二侧和第一侧是相同侧。在其中光导110限定弯曲周边的实施例中，第一侧和第二侧是光导110的边缘的不同部分。
[0044]第一光源120可为任何可用的光源，并且可为沿第一方向发射的一个或多个光源。在一个或多个实施例中，例如，第一光源120是固态光源，诸如发光二极管(LED)。第二光源130可为任何可用的光源，并且可为沿第二方向发射的一个或多个光源。在一个或多个实施例中，第二光源130是固态光源，诸如发光二极管(LED)。
[0045]图7是例示性光提取特征结构116的示意性透视图。图8是另一个例示性光提取特征结构116的示意性透视图。提取特征部116可具有会将光引导出光导110的任何可用的形状。在一个或多个实施例中，提取特征部116在观察者101进行观察时通常为不可辨别的。在许多实施例中，提取特征部116被图案化以根据需要从第一光源120和/或第二光源130或附加的第三光源和第四光源沿光导110的整个侧向尺寸提供均匀照明。在一些实施例中，光提取特征结构116形成图案，该图案作为可被观察者观察到的标记或图形元素进行照明。在一些实施例中，光提取特征结构116限定被照明的区域，该被照明的区域形成可被观察者观察到的标记或图形元素。这些被照明的标记或图形元素可使用来自第一光源120或第二光源130的光而被选择性地照明，如图3所示。在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl和第二信号功能F2被同时显示，如图3所示。在一个或多个实施例中，信号功能F2的第一部分和信号功能F2的第二部分以及信号功能F2的第三部分被依次显示。
[0046]为了该描述目的，其中方向对应于坐标系的提供的轴线(参见图7和图8)，例如y轴，其可称为“y方向”。z方向垂直于X方向，光导发射表面沿X方向延伸。y方向垂直于X方向和Z方向，并且从光导发射表面沿面外方向延伸。
[0047]为了沿y方向引导初始大体沿z方向传播的信号功能光，必须适当地选择合适的光提取元件形状、取向和可能的间距。在本发明描述中设想了光提取元件的多个不同形状，例如，光提取特征结构可为棱柱、锥体、非球面锥体、截顶棱柱、锥体、非球面锥体、楔形、半球、圆锥截面或截顶圆锥截面。这些形状和其他适当的光提取特征结构的进一步描述、以及制作此类形状的可能方法可见于共同拥有的美国专利7，941，013(Martilla等人)中，该专利的相关部分据此以引用方式并入。形成适当的光提取特征结构的方法还描述于共同拥有的美国专利申请公布2012/0126038 (Carpenter等人)中，该专利的相关部分据此以引用方式并入。
[0048]在一个或多个实施例中，光提取特征结构可为楔形，如图7和图8所示。图7所示的楔形是具有负向圆柱形凹陷的楔形。图8所示的楔形是具有正向圆柱形凹陷的楔形。在本发明描述中，这些形状均被设想为适当的光提取器形状。这些光提取特征结构突出到固体光导中。
[0049]相对于来自适当光源的入射光对光提取特征结构进行合适地取向也是很重要的。这提供了对光的选择性提取，从而最小化区域之间的功能串扰，如本发明描述中所期望的那样。例如，小平面或 光反射面216面向第一光源120 (例如沿z方向)，并沿y方向(例如)将从第一光源120发射的信号功能光122反射出光学透明的光导110。入射到侧表面218、或除小平面或光反射面216之外的任何表面上的光将不沿y方向基本上反射光122并将光122引导出光学透明的光导110。
[0050]在这些实施例中的许多中，包括这些光提取特征结构的光导110被认为是光学透明的。可见光102可透射通过光学透明的光导110(或光导110的光学透明部分)，使得观察者101可辨别在尾灯制品100的光导110的光学透明部分的后面是什么。在一个或多个实施例中，标记或图形元素可被设置在尾灯制品100的光导110的光学透明部分的后面。可见光102可从外部环境透射通过光学透明的光导110并由标记或图形元素反射出，并返回至观察者101，使得观察者101可观察到尾灯制品100的光导110的光学透明部分的后面的标记或图形元素。标记或图形元素可为可提供结构化、小平面化或宝石样外观的任何可用的标记或图形元素。在一些实施例中，标记可为车辆的商标或型号名。
[0051 ] 在一个或多个实施例中，光提取特征结构116具有5微米至750微米或30微米至600微米范围内的特征尺寸(例如最大侧向尺寸)。在一些实施例中，光提取特征结构随着与光源的距离增大而增大尺寸。一般来讲，提取效率应当随着与光源的距离增大而增加，以在光导的顶表面上保持均匀提取。在一些实施例中，光提取特征结构随着与光源的距离增大而增大尺寸。在一些实施例中，提取器效率通过光提取特征结构的取向、定位或增大光提取特征结构的密度、或通过其它方式来增加。
[0052]对光提取特征结构进行合适的尺寸设置和间距调节提供了“光学透明的”外观。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有5微米至600微米范围内的特征尺寸(即最大侧向尺寸)和125微米至725微米范围内的平均间距(即最小侧向距离)，其中，与较大的光提取特征结构相比，较小的光提取特征结构可彼此相距更远。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有20微米至450微米范围内的特征尺寸(即最大侧向尺寸)和125微米至725微米范围内的平均间距(即最小侧向距离)。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有30微米至350微米范围内的特征尺寸(即最大侧向尺寸)和125微米至725微米范围内的平均间距(即最小侧向距离)。在一些实施例中，光提取特征结构的一部分可为对观察者101可见的，并且可具有3000微米至6000微米范围内的尺寸。
[0053]在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括与光提取后表面114相邻的后表面140。在一些实施例中，后表面140是光反射元件并且可反射至少70%的入射光。在一个或多个实施例中，后表面140是着色的。在一个或多个实施例中，后表面140包括标记或图形元素，当光导110的至少一部分是光学透明的时，该标记或图形元素可被观察者观察到。
[0054]尾灯制品可具有任何可用的厚度。本文所述的尾灯制品100的一个例示性优点为用于将尾灯制品固定到车辆上的薄的形状因数。在一个或多个实施例中，尾灯制品100是在反射表面140和光导110之间具有低折射率层的层合一体构造。在一个或多个实施例中，尾灯制品110具有0.2mm至30mm或0.2mm至20mm或2mm至1mm范围内的总厚度。在一个或多个实施例中，粘合剂170被设置在尾灯制品100的后表面140上。粘合剂170被构造成将尾灯制品100固定至车辆I。在许多实施例中，粘合剂170是压敏粘合剂。
[0055]光反射元件140或后表面可与光导110的后表面114间隔开，并限定具有Imm至50mm或Imm至30mm或Imm至20mm范围内的厚度的气体空间。
[0056]图4是另一个例示性尾灯100的示意性前视图。图5是图4的例示性尾灯100的示意性前内部视图，其中光导110是光学透明的或透明的。图6是用于图4的例示性尾灯100的另一个源光构型的示意性前内部视图，其中四个光源均对光导110进行边缘照明。
[0057]在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl显示于光导110的第一区域中，并且第二信号功能F2显示于光导110的第二区域中，并且光学隔离元件190将第一区域与第二区域分开，如图5所示。光学隔离元件190可根据需要被模制到光导110中。
[0058]在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括第三光源150，该第三光源被构造成将光沿第三方向引导到光导110中，如图5所示。第三光源150指示第三信号功能F3，并且第三方向不同于第一方向和第二方向。在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括第四光源160，该第四光源引导光通过光导110，并指示第四直接照明式信号功能F4是刹车信号功能或倒车信号功能。在一些实施例中，第三光源150包括直接照明式光源150，该直接照明式光源引导光通过光导110，并指示直接照明式信号功能F3是刹车(即停止)信号功能或倒车信号功能。在这些实施例中的一个或多个中，具有直接照明式功能的尾灯制品具有0.2cm至30cm范围内的总厚度。
[0059]在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括第三光源150，该第三光源被构造成沿第三方向进行边缘照明至光导110中，如图6所示。第三光源150指示第三信号功能F3，并且第三方向不同于第一方向和第二方向。在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括第四光源160，该第四光源被构造成沿第四方向进行边缘照明至光导110中，并且指示第四信号功能F4是刹车信号功能或倒车信号功能。在这些仅边缘照明的实施例中，尾灯制品100的厚度T大幅减少。在这些实施例中的一个或多个中，尾灯制品具有0.2mm至30mm范围内的总厚度。
[0060]区域F2、F3和F4对于图5和图6是指不同的事物。对于图5，F2、F3和F4可以是与Fl —样的光学透明的提取器图案，其中区域由与源150和160相关联的间接光学元件限定。对于图6，它们是指具有沿不同方向面向相应LED 150和160的提取器或提取器特征部的区域。
[0061]在一个或多个实施例中，第四信号功能F4是刹车信号功能或倒车信号功能，并且第一信号功能Fl是行驶灯功能，并且第二信号功能F2是转向灯功能。在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl、第二信号功能F2、第三信号功能F3和第四信号功能F4是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0062]如图4所示，尾灯制品100可在光导110的独立区域中显示所有四种尾灯功能。第一信号功能Fl是行驶灯功能并且第二信号功能F2是转向灯功能，并且这些功能均提供有对光导110的边缘照明并使用选择性提取器116和/或隔离元件190。尾灯制品100还显示第三信号功能F3和第四信号功能，该第三信号功能F3和第四信号功能均为将光透射通过光导的直接照明式光源，并且为刹车信号功能和倒车信号功能。
[0063]以下为本公开的各项的列表:
[0064]项I为尾灯制品，包括:
[0065]光导，该光导具有光发射前表面和后表面以及将前表面与后表面分开的侧表面、以及位于光导上或位于光导内的多个光提取特征结构，该光提取特征结构被构造成将光通过发射表面引导出；
[0066]第一光源，该第一光源被构造成将光沿第一方向引导到光导的侧表面中，第一光源指示第一信号功能；
[0067]第二光源，该第二光源被构造成将光沿第二方向引导到光导的第二侧表面中，第二光源指示第二信号功能，并且第二方向不同于第一方向。
[0068]项2是根据项I的尾灯制品，其中多个光提取特征结构包括第一多个光提取特征结构，该第一多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第一光源的光通过发射表面选择性地引导出。
[0069]项3是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中多个光提取特征结构包括第二多个光提取特征结构，该第二多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第二光源的光通过发射表面选择性地引导出。
[0070]项4是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中光导的至少一部分是光学透明的。
[0071]项5是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中多个光提取特征结构设置在光导的后表面上或与光导的后表面相邻设置。
[0072]项6是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中光导是弯曲的。
[0073]项7是根据项6的尾灯制品，其中多个光提取特征结构的一部分设置在光导的前表面上或与光导的前表面相邻设置。
[0074]项8是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一光源和第二光源被构造成将不同颜色的光引导到光导中。
[0075]项9是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一光源被构造成在光导的第一侧表面中引导光，并且第二光源被构造成在光导的第二侧表面中引导光，第二侧不同于第一侧。
[0076]项10是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一光导光提取特征结构具有5微米至750微米范围内的特征尺寸。
[00 77]项11是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一信号功能和第二信号功能是不同的信号功能。
[0078]项12是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括与光导后表面相邻的尾灯制品的后表面，并且尾灯制品的后表面是反射至少70 %的入射光的光反射元件。
[0079]项13是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括与光导后表面相邻的尾灯制品的后表面，其中尾灯制品的后表面是着色的。
[0080]项14是根据项12至13中任一项所述的尾灯制品，其中光反射元件或尾灯制品的后表面包括可被观察者观察到的标记或图形元素。
[0081]项15是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中尾灯制品是层合一体构造。
[0082]项16是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中尾灯制品具有0.2mm至30mm范围内的总厚度。
[0083]项17是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中粘合剂被设置在尾灯制品的后表面上，粘合剂被构造成将尾灯制品固定至车辆。
[0084]项18是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一ig号功能和第二?目号功能被同时显示。
[0085]项19是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。
[0086]项20是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一信号功能显示于光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于光导的第二区域中，并且第一区域不与第二区域在光学上隔离。
[0087]项21是根据项I至19的尾灯制品，其中第一信号功能显示于光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于光导的第二区域中，并且光学隔离元件将第一区域与第二区域分开。
[0088]项22是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中多个光提取特征结构形成对观察者可见的用于指示第一信号功能或第二信号功能的标记。
[0089]项23是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括第三光源，该第三光源被构造成将光沿第三方向引导到光导中，第三光源指示第三信号功能，并且第三方向不同于第一方向和第二方向。
[0090]项24是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括直接照明式光源，该直接照明式光源引导光通过光导，并指示直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功能。
[0091]项25是根据项24的尾灯制品，其中直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功能，并且第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。
[0092]项26是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一信号功能、第二信号功能和第三信号功能是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0093]项27是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，包括至少所选择的第一多个光提取特征结构，其中每个提取特征部被限定为具有将光从第一光源引导出光导的光反射表面的楔形，和至少所选择的第二多个光提取特征结构，其中每个提取特征部被限定为具有将光从第二光源引导出光导的光反射表面的楔形。
[0094]项28是根据项27的尾灯制品，包括至少所选择的第一多个光提取特征结构，其中每个提取特征部被限定为具有正向圆柱形凹陷的楔形，或者至少所选择的第二多个光提取特征结构，其中每个提取特征部被限定为具有正向圆柱形凹陷的楔形。
[0095]项29是根据项27的尾灯制品，其中至少所选择的第一多个光提取特征结构各自限定具有负向圆柱形凹陷的楔形，或者至少所选择的第二多个光提取特征结构限定具有负向圆柱形凹陷的楔形。
[0096]项30是根据项4的尾灯制品，其中多个光提取特征结构具有30微米至350微米范围内的最大特征尺寸和125微米至725微米范围内的相邻光提取特征结构之间的平均间距。
[0097]项31是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括第四光源，该第四光源被构造成沿第四方向照明到光导中，第四光源指示第四信号功能，并且第四方向不同于第一方向、第二方向和第三方向。
[0098]项32是根据项31的尾灯制品，其中第一光源、第二光源、第三光源和第四光源均将光入射到光导的边缘中。
[0099]项33是根据项31至32的尾灯制品，其中第一信号功能、第二信号功能、第三信号功能和第四信号功能是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0100]项34是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中尾灯制品具有0.2cm至30cm范围内的总厚度。
[0101]项35是根据项32或33的尾灯制品，其中尾灯制品具有0.2mm至30mm范围内的总厚度。
[0102]项36是根据项19的尾灯制品，其中转向灯功能包括沿着光导依次被照明的多个区域。
[0103]公开了本发明的实施例。所公开的实施例仅为举例说明而非限制之目的而给出。上述实施方式和其它实施方式均在以下权利要求书的范围内。本领域的技术人员将会知道，本发明可以通过除所公开的那些实施例之外的实施例进行实施。本领域的技术人员将会知道，可以在不脱离本发明基本原理的前提下对上述实施例和实施方式的细节做出多种更改。另外，在不脱离本发明的实质和范围的前提下，对本发明的各种修改和更改对本领域技术人员将是显而易见的。因此，本申请的范围应当仅由以下权利要求书确定。
【主权项】
1.一种尾灯制品，包括: 光导，所述光导具有光发射前表面和后表面以及将所述前表面与所述后表面分开的侧表面、以及位于所述光导上或位于所述光导内的多个光提取特征结构，所述光提取特征结构被构造成将光通过所述发射表面引导出； 第一光源，所述第一光源被构造成将光沿第一方向引导到所述光导的侧表面中，所述第一光源指示第一信号功能； 第二光源，所述第二光源被构造成将光沿第二方向引导到所述光导的第二侧表面中，所述第二光源指示第二信号功能，并且所述第二方向不同于所述第一方向。2.根据权利要求1所述的尾灯制品，其中所述多个光提取特征结构包括第一多个光提取特征结构，所述第一多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅所述第一光源的光通过所述发射表面选择性地引导出。3.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述多个光提取特征结构包括第二多个光提取特征结构，所述第二多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅所述第二光源的光通过所述发射表面选择性地引导出。4.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述第一光源和所述第二光源被构造成将不同颜色的光引导到所述光导中。5.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述第一光源被构造成在所述光导的第一侧表面中引导光，并且所述第二光源被构造成在所述光导的第二侧表面中引导光，所述第二侧不同于所述第一侧。6.根据权利要求1至5所述的尾灯制品，其中所述第一信号功能显示于所述光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于所述光导的第二区域中，并且光学隔离元件将所述第一区域与所述第二区域分开。7.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，还包括第三光源，所述第三光源被构造成将光沿第三方向引导到所述光导中，所述第三光源指示第三信号功能，并且所述第三方向不同于所述第一方向和所述第二方向。8.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，还包括直接照明式光源，所述直接照明式光源引导光通过所述光导，并指示直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功會K。9.根据权利要求8所述的尾灯制品，其中所述直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功能，并且所述第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。10.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，还包括第四光源，所述第四光源被构造成沿第四方向照明到所述光导中，所述第四光源指示第四信号功能，并且所述第四方向不同于所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向。
【专利摘要】本发明描述了一种尾灯制品(100)，该尾灯制品包括光导(110)，该光导具有光发射前表面(112)和后表面(114)以及位于光导(110)上或位于光导(110)内的多个光提取特征结构(116)，该多个光提取特征结构被构造成将光通过发射表面(112)引导出。指示第一信号功能的第一光源(120)被构造成将光沿第一方向引导到光导的侧表面(118)中。指示第二信号功能的第二光源(130)被构造成将光沿第二方向引导到光导的第二侧表面(119)中，第二方向不同于第一方向。
【IPC分类】F21S8/10
【公开号】CN104903642
【申请号】CN201380068792
【发明人】杰里米·K·拉森, 大卫·A·恩德, 詹妮弗·J·萨林, 卡尔·A·维克, 迈克尔·E·格里芬, 斯科特·M·施诺布里克, 郝冰
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月16日
【公告号】US20150330593, WO2014105470A1, WO2014105470A8
【技术领域】
[0001]本公开涉及尾灯制品，并且具体地涉及包括提供多种车辆信号功能的单个光导的尾灯制品。
【背景技术】
[0002]汽车工业最近一直在尾灯、前灯和其它信号灯应用中采用LED技术。在一些情况下，使用LED和白炽灯技术的组合。在其它情况下，灯仅使用LED作为源。注意到具有数十甚至过百LED的尾灯。一般来讲，已经使用了自由空间光学器件。此方法的缺点包括需要要求更大后备箱空间的较大的腔体，以及需要与容纳灯的车架的通常必要的金属加工相关联的附加间接成本。
[0003]最近，已提出固体光导以用于后行驶灯或用于装饰用途。一般来讲，这些固体光导已引入如下挑战:体积大、笨重、且在不使用其他光学元件诸如漫射器的情况下在其光发射方面不是特别均匀。此类光学元件增加了附加的复杂性和成本，并减小了光亮度。
[0004]从装饰性角度来看，LED是在标准观察距离处容易分辨的点源。LED已被用于直接照明式信号功能中，然而该点光源外观可由于亮度、炫光和其他原因而对观察者不具有吸引力。此外，车辆尾灯组件包含多种信号功能。这些信号功能中的每一种具有独特颜色、均匀度和强度要求。在夜间车辆运行期间工作的行驶灯一般为红光或红色-琥珀色光。间歇性启用的停止灯与行驶灯经常具有相同颜色，但是颜色通常更深。倒车灯通常为白灯，并且最后信号灯通常为黄光、琥珀色光或红光。
【发明内容】
[0005]本公开涉及尾灯制品，并且具体地涉及包括提供多种车辆信号功能的单个光导的尾灯制品。
[0006]在本公开的第一方面中，尾灯制品包括光导，该光导具有光发射前表面、后表面以及将前表面与后表面分开的侧表面。多个光提取特征结构定位在光导上或光导内。光提取特征结构被构造成将光通过发射表面引导出。第一光源被构造成将光沿第一方向引导到光导的侧表面中。第一光源指示第一信号功能。第二光源被构造成将光沿第二方向引导到光导的第二侧表面中。第二光源指示第二信号功能，并且第二方向不同于第一方向。
[0007]在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构包括第一多个光提取特征结构，该第一多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第一光源的光通过发射表面选择性地引导出。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构包括第二多个光提取特征结构，该第二多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第二光源的光通过发射表面选择性地引导出。在一个或多个实施例中，光导是光学透明的光导。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构设置在光导的后表面上或与光导的后表面相邻设置。
[0008]在一个或多个实施例中，光导是弯曲的。在这些实施例中，多个光提取特征结构的至少一部分可设置在光导的前表面上或与光导的前表面相邻设置。
[0009]在一个或多个实施例中，第一光源和第二光源被构造成将不同颜色的光引导到光导的边缘中。在一个或多个实施例中，第一光源被构造成在光导的第一侧表面中引导光，并且第二光源被构造成在光导的第二侧表面中引导光，并且第二侧不同于第一侧。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有5微米至750微米范围内的特征尺寸。在一个或多个实施例中，第一信号功能和第二信号功能是不同的信号功能。
[0010]在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括与光提取后表面相邻的后表面。在一些实施例中，后表面是光反射元件并且可反射至少70 %的入射光。在一个或多个实施例中，后表面是着色的。在一个或多个实施例中，后表面包括标记或图形元素，当光导的至少一部分是光学透明的时，该标记或图形元素可被观察者观察到。在一个或多个实施例中，尾灯制品是层合一体构造。在一个或多个实施例中，尾灯制品具有0.2cm至30cm范围内的总厚度。在一个或多个实施例中，粘合剂被设置在尾灯制品的后表面上，并且粘合剂被构造成将尾灯制品固定至车辆。在一个或多个实施例中，第一信号功能和第二信号功能被同时显示。
[0011]在一个或多个实施例中，第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。在一个或多个实施例中，第一信号功能显示于光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于光导的第二区域中，并且第一区域不与第二区域在光学上隔离。在一个或多个实施例中，第一信号功能显示于光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于光导的第二区域中，并且光学隔离元件将第一区域与第二区域分开。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构形成对观察者可见的用于指示第一信号功能或第二信号功能的标记。
[0012]在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括第三光源，该第三光源被构造成将光沿第三方向引导到光导中，第三光源指示第三信号功能，并且第三方向不同于第一方向和第二方向。在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括直接照明式光源，该直接照明式光源引导光通过光导的光学透明部分并指示直接照明式信号功能，诸如刹车信号功能或倒车信号功會K。
[0013]在一个或多个实施例中，直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功能，并且第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。在一个或多个实施例中，第一信号功能、第二信号功能和第三信号功能是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0014]在一个或多个实施例中，至少所选择的第一多个光提取特征结构各自限定具有将来自第一光源的光引导出光导的光反射表面的楔形，并且至少所选择的第二多个光提取特征结构各自限定具有将来自第二光源的光引导出光导的光反射表面的楔形。在一个或多个实施例中，至少所选择的第一多个光提取特征结构各自限定具有正向圆柱形凹陷的楔形，或者至少所选择的第二多个光提取特征结构限定具有正向圆柱形凹陷的楔形。在一个或多个实施例中，至少所选择的第一多个光提取特征结构各自限定具有负向圆柱形凹陷的楔形，或者至少所选择的第二多个光提取特征结构限定具有负向圆柱形凹陷的楔形。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构具有30微米至350微米范围内的最大特征尺寸和125微米至725微米范围内的相邻光提取特征结构之间的平均间距。
[0015]在一个或多个实施例中，尾灯制品还包括第四光源，该第四光源被构造成沿第四方向照明到光导中。第四光源指示第四信号功能，并且第四方向不同于第一方向、第二方向和第三方向。在一个或多个实施例中，第一光源、第二光源、第三光源和第四光源均将光入射到光导的边缘中。在一个或多个实施例中，第一信号功能、第二信号功能、第三信号功能和第四信号功能是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0016]本发明的一个或多个实施例的细节在附图和以下【具体实施方式】中说明。通过【具体实施方式】和附图以及权利要求书，本发明的其他特征、目标和优点将显而易见。
【附图说明】
[0017]结合附图，参考以下对本发明的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本发明，其中:
[0018]图1是具有例示性尾灯的车辆的示意性透视图；
[0019]图2是例示性尾灯的示意性剖视图；
[0020]图3是例示性尾灯的示意性前视图；
[0021]图4是另一个例不性尾灯的不意性如视图；
[0022]图5是图4的例不性尾灯的不意性如内部视图；
[0023]图6是用于图4的例示性尾灯的另一个源光构型的示意性前内部视图；
[0024]图7是例示性光提取特征结构的示意性透视图；并且
[0025]图8是另一个例示性光提取特征结构的示意性透视图。
【具体实施方式】
[0026]在以下详细描述中参考形成说明的一部分的附图，并且其中通过举例说明的方式示出若干具体实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围或实质的情况下，设想并可做出其它实施例。因此，以下的【具体实施方式】不具有限制性意义。
[0027]除非另外指明，否则本文所用的所有科技术语具有本领域中常用的含义。本文给出的定义有利于理解本文中频繁使用的某些术语，且并不意味着限制本发明的范围。
[0028]除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，这些近似值可以变化。
[0029]除非本文内容另外清楚指明，否则如本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一种”、“一个”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施例。如本说明书以及附加的权利要求中所使用，术语“或”一般以包括“和/或”的意思使用，除非内容另外清楚声明。
[0030]与空间相关的术语(包括但不限于“下面”、“上面”、“在...下面”、“在...之下”、“在...之上”和“在顶部”)，如果在本文中使用，则用于便于描述一个元件相对于另一个元件的空间关系。此类空间相关术语涵盖除示于附图中并且描述于本文中的特定取向之 外的装置在使用或运行中的不同取向。例如，如果图中所示出的对象翻过来或翻转过来，那么先前描述的在其他元件下方或下面的部分就在这些其他元件上方。
[0031]如本文所用，例如当元件、组件或层描述为与另一元件、组件或层形成“一致界面”，或在另一元件、组件或层“上”、“连接到”、“联接到”或“接触”另一元件、组件或层时，其可以直接在所述元件、组件或层之上，直接连接到，直接联接到，直接接触所述特定元件、组件或层，或者居间的元件、组件或层可能在所述特定元件、组件或层之上，或连接到、联接到或接触所述特定元件、组件或层。例如，当元件、部件或层被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”、“直接联接到”或“直接接触”另一元件时，则没有居间的元件、部件或层。
[0032]如本文所用，“具有”、“包括” “包含”等以其开放性的含义使用，并且通常是指“包括但不限于”。应当理解，术语“由...组成”和“基本上由...组成”包括在术语“包含/包括”(comprising)等的范围内。
[0033]术语“光学透明的”是指元件对观察者是透明的，使得观察者可容易地辨别光学透明的元件将什么与观察者分开。可见光可透射通过光学透明的元件。在许多实施例中，光学透明的元件是无色的，诸如透明玻璃。提取器或提取特征部可存在于光学透明的区域中，但是它们的密度和尺寸足够小以使得能够具有光学透明度，如下文所述。
[0034]术语“信号功能”是指行驶灯指示、刹车灯指示、倒车灯或转向灯指示的灯指示。
[0035]本公开涉及尾灯制品，并且具体地涉及包括提供多种车辆信号功能的单个光导的尾灯制品，以及其他方面。该尾灯制品从两个或更多个光源选择性地提取光，以允许使用单个光导提供两种或更多种车辆信号功能。虽然本发明不受此限制，但是通过讨论下面提供的实例，将认识到本发明的各个方面。
[0036]图1是具有例示性尾灯100的车辆I的示意性透视图。图2是例示性尾灯100的示意性剖视图。图3是例示性尾灯100的示意性前视图。尽管尾灯制品100被示为位于车辆I的后部上的矩形元件，应当理解，尾灯制品100可具有任何可用的形状并可被放置在车辆上的任何可用的位置中。例如，就弯曲的尾灯而言，尾灯可围绕车辆的后拐角弯曲，使得尾灯的一部分与汽车的后部共面或接近共面，并且尾灯的一部分与汽车的侧面共面或接近共面。尽管尾灯制品100被示为大体矩形形状，应当理解，尾灯制品100具有任何可用的形状。
[0037]在一个或多个实施例中，尾灯制品100包括光导110，该光导具有光发射前表面112和后表面114、以及将前表面112和后表面114分开的侧表面118。多个光提取特征结构116位于光导110上或光导110内。光提取特征结构116被构造成通过发射表面112将光引导出。尽管光导110被示为大体矩形形状，应当理解，光导110可具有任何可用的周边形状，诸如曲线或弯曲形状。在这些实施例中，侧表面被理解为是沿着弯曲光导110的边缘表面的区域。
[0038]第一光源120被构造成将光沿第一方向引导到光导110的侧表面118中，并且该光作为发射光122离开光导110。第一光源120指不第一信号功能F1。第二光源130被构造成将光沿第二方向引导到光导110的第二侧表面119中，并且该光作为发射光132离开光导110。第二光源130指示第二信号功能F2，并且第二方向不同于第一方向。在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl和第二信号功能F2是不同的信号功能。术语“光源”是指单个点源和多个光源。
[0039]在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl是行驶灯功能，并且第二信号功能F2是转向灯功能。在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl显示于光导110的第一区域中，并且第二信号功能F2显示于光导110的第二区域中。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116形成对观察者可见的用于指示第一信号功能Fl或第二信号功能F2的标记。在许多实施例中，第一信号功能Fl或第二信号功能F2被同时显示，如图3所示。
[0040]在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116形成对观察者可见的用于指示装饰或美观功能诸如显示徽标或其他图形元素的标记。尽管附图示出了两个或更多个光源(由一个或多个点光源诸如LED限定)，其中每个光源对光导110的单个“侧面”进行边缘照明，但是预期两个或更多个光源(由一个或多个点光源诸如LED限定)可沿光导110的单个侧面设置，其中每个光源可照明光导110的特定区域、区或区域。此外，两个或更多个光提取特征结构可独立地取向成在光导110的相同区域、区或区域中将来自特定光源的光选择性地反射出光导110 (对光导110进行边缘照明)。
[0041]在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116包括第一多个光提取特征结构，该第一多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第一光源120的光122通过发射表面112选择性地引导出。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116包括第二多个光提取特征结构，该第二多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第二光源130的光132通过发射表面112选择性地引导出。
[0042]在一个或多个实施例中，光导110是光学透明的光导。在一个或多个实施例中，多个光提取特征结构116设置在光导110的后表面114上或与光导110的后表面114相邻设置。在一个或多个实施例中，光导110是弯曲的。在这些实施例中的一些中，多个光提取特征结构116的至少一部分设置在光导110的前表面112或与光导110的前表面112相邻设置。
[0043]在一个或多个实施例中，第一光源120和第二光源130被构造成将不同颜色的光引导到光导I1中。在一个或多个实施例中，第一光源120被构造成在光导110的第一侧表面118中引导光122，并且第二光源130被构造成在光导110的第二侧表面119中引导光132，第二侧不同于第一侧。在其它实施例中，第二侧和第一侧是相同侧。在其中光导110限定弯曲周边的实施例中，第一侧和第二侧是光导110的边缘的不同部分。
[0044]第一光源120可为任何可用的光源，并且可为沿第一方向发射的一个或多个光源。在一个或多个实施例中，例如，第一光源120是固态光源，诸如发光二极管(LED)。第二光源130可为任何可用的光源，并且可为沿第二方向发射的一个或多个光源。在一个或多个实施例中，第二光源130是固态光源，诸如发光二极管(LED)。
[0045]图7是例示性光提取特征结构116的示意性透视图。图8是另一个例示性光提取特征结构116的示意性透视图。提取特征部116可具有会将光引导出光导110的任何可用的形状。在一个或多个实施例中，提取特征部116在观察者101进行观察时通常为不可辨别的。在许多实施例中，提取特征部116被图案化以根据需要从第一光源120和/或第二光源130或附加的第三光源和第四光源沿光导110的整个侧向尺寸提供均匀照明。在一些实施例中，光提取特征结构116形成图案，该图案作为可被观察者观察到的标记或图形元素进行照明。在一些实施例中，光提取特征结构116限定被照明的区域，该被照明的区域形成可被观察者观察到的标记或图形元素。这些被照明的标记或图形元素可使用来自第一光源120或第二光源130的光而被选择性地照明，如图3所示。在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl和第二信号功能F2被同时显示，如图3所示。在一个或多个实施例中，信号功能F2的第一部分和信号功能F2的第二部分以及信号功能F2的第三部分被依次显示。
[0046]为了该描述目的，其中方向对应于坐标系的提供的轴线(参见图7和图8)，例如y轴，其可称为“y方向”。z方向垂直于X方向，光导发射表面沿X方向延伸。y方向垂直于X方向和Z方向，并且从光导发射表面沿面外方向延伸。
[0047]为了沿y方向引导初始大体沿z方向传播的信号功能光，必须适当地选择合适的光提取元件形状、取向和可能的间距。在本发明描述中设想了光提取元件的多个不同形状，例如，光提取特征结构可为棱柱、锥体、非球面锥体、截顶棱柱、锥体、非球面锥体、楔形、半球、圆锥截面或截顶圆锥截面。这些形状和其他适当的光提取特征结构的进一步描述、以及制作此类形状的可能方法可见于共同拥有的美国专利7，941，013(Martilla等人)中，该专利的相关部分据此以引用方式并入。形成适当的光提取特征结构的方法还描述于共同拥有的美国专利申请公布2012/0126038 (Carpenter等人)中，该专利的相关部分据此以引用方式并入。
[0048]在一个或多个实施例中，光提取特征结构可为楔形，如图7和图8所示。图7所示的楔形是具有负向圆柱形凹陷的楔形。图8所示的楔形是具有正向圆柱形凹陷的楔形。在本发明描述中，这些形状均被设想为适当的光提取器形状。这些光提取特征结构突出到固体光导中。
[0049]相对于来自适当光源的入射光对光提取特征结构进行合适地取向也是很重要的。这提供了对光的选择性提取，从而最小化区域之间的功能串扰，如本发明描述中所期望的那样。例如，小平面或 光反射面216面向第一光源120 (例如沿z方向)，并沿y方向(例如)将从第一光源120发射的信号功能光122反射出光学透明的光导110。入射到侧表面218、或除小平面或光反射面216之外的任何表面上的光将不沿y方向基本上反射光122并将光122引导出光学透明的光导110。
[0050]在这些实施例中的许多中，包括这些光提取特征结构的光导110被认为是光学透明的。可见光102可透射通过光学透明的光导110(或光导110的光学透明部分)，使得观察者101可辨别在尾灯制品100的光导110的光学透明部分的后面是什么。在一个或多个实施例中，标记或图形元素可被设置在尾灯制品100的光导110的光学透明部分的后面。可见光102可从外部环境透射通过光学透明的光导110并由标记或图形元素反射出，并返回至观察者101，使得观察者101可观察到尾灯制品100的光导110的光学透明部分的后面的标记或图形元素。标记或图形元素可为可提供结构化、小平面化或宝石样外观的任何可用的标记或图形元素。在一些实施例中，标记可为车辆的商标或型号名。
[0051 ] 在一个或多个实施例中，光提取特征结构116具有5微米至750微米或30微米至600微米范围内的特征尺寸(例如最大侧向尺寸)。在一些实施例中，光提取特征结构随着与光源的距离增大而增大尺寸。一般来讲，提取效率应当随着与光源的距离增大而增加，以在光导的顶表面上保持均匀提取。在一些实施例中，光提取特征结构随着与光源的距离增大而增大尺寸。在一些实施例中，提取器效率通过光提取特征结构的取向、定位或增大光提取特征结构的密度、或通过其它方式来增加。
[0052]对光提取特征结构进行合适的尺寸设置和间距调节提供了“光学透明的”外观。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有5微米至600微米范围内的特征尺寸(即最大侧向尺寸)和125微米至725微米范围内的平均间距(即最小侧向距离)，其中，与较大的光提取特征结构相比，较小的光提取特征结构可彼此相距更远。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有20微米至450微米范围内的特征尺寸(即最大侧向尺寸)和125微米至725微米范围内的平均间距(即最小侧向距离)。在一个或多个实施例中，光提取特征结构具有30微米至350微米范围内的特征尺寸(即最大侧向尺寸)和125微米至725微米范围内的平均间距(即最小侧向距离)。在一些实施例中，光提取特征结构的一部分可为对观察者101可见的，并且可具有3000微米至6000微米范围内的尺寸。
[0053]在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括与光提取后表面114相邻的后表面140。在一些实施例中，后表面140是光反射元件并且可反射至少70%的入射光。在一个或多个实施例中，后表面140是着色的。在一个或多个实施例中，后表面140包括标记或图形元素，当光导110的至少一部分是光学透明的时，该标记或图形元素可被观察者观察到。
[0054]尾灯制品可具有任何可用的厚度。本文所述的尾灯制品100的一个例示性优点为用于将尾灯制品固定到车辆上的薄的形状因数。在一个或多个实施例中，尾灯制品100是在反射表面140和光导110之间具有低折射率层的层合一体构造。在一个或多个实施例中，尾灯制品110具有0.2mm至30mm或0.2mm至20mm或2mm至1mm范围内的总厚度。在一个或多个实施例中，粘合剂170被设置在尾灯制品100的后表面140上。粘合剂170被构造成将尾灯制品100固定至车辆I。在许多实施例中，粘合剂170是压敏粘合剂。
[0055]光反射元件140或后表面可与光导110的后表面114间隔开，并限定具有Imm至50mm或Imm至30mm或Imm至20mm范围内的厚度的气体空间。
[0056]图4是另一个例示性尾灯100的示意性前视图。图5是图4的例示性尾灯100的示意性前内部视图，其中光导110是光学透明的或透明的。图6是用于图4的例示性尾灯100的另一个源光构型的示意性前内部视图，其中四个光源均对光导110进行边缘照明。
[0057]在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl显示于光导110的第一区域中，并且第二信号功能F2显示于光导110的第二区域中，并且光学隔离元件190将第一区域与第二区域分开，如图5所示。光学隔离元件190可根据需要被模制到光导110中。
[0058]在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括第三光源150，该第三光源被构造成将光沿第三方向引导到光导110中，如图5所示。第三光源150指示第三信号功能F3，并且第三方向不同于第一方向和第二方向。在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括第四光源160，该第四光源引导光通过光导110，并指示第四直接照明式信号功能F4是刹车信号功能或倒车信号功能。在一些实施例中，第三光源150包括直接照明式光源150，该直接照明式光源引导光通过光导110，并指示直接照明式信号功能F3是刹车(即停止)信号功能或倒车信号功能。在这些实施例中的一个或多个中，具有直接照明式功能的尾灯制品具有0.2cm至30cm范围内的总厚度。
[0059]在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括第三光源150，该第三光源被构造成沿第三方向进行边缘照明至光导110中，如图6所示。第三光源150指示第三信号功能F3，并且第三方向不同于第一方向和第二方向。在一个或多个实施例中，尾灯制品100还包括第四光源160，该第四光源被构造成沿第四方向进行边缘照明至光导110中，并且指示第四信号功能F4是刹车信号功能或倒车信号功能。在这些仅边缘照明的实施例中，尾灯制品100的厚度T大幅减少。在这些实施例中的一个或多个中，尾灯制品具有0.2mm至30mm范围内的总厚度。
[0060]区域F2、F3和F4对于图5和图6是指不同的事物。对于图5，F2、F3和F4可以是与Fl —样的光学透明的提取器图案，其中区域由与源150和160相关联的间接光学元件限定。对于图6，它们是指具有沿不同方向面向相应LED 150和160的提取器或提取器特征部的区域。
[0061]在一个或多个实施例中，第四信号功能F4是刹车信号功能或倒车信号功能，并且第一信号功能Fl是行驶灯功能，并且第二信号功能F2是转向灯功能。在一个或多个实施例中，第一信号功能Fl、第二信号功能F2、第三信号功能F3和第四信号功能F4是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0062]如图4所示，尾灯制品100可在光导110的独立区域中显示所有四种尾灯功能。第一信号功能Fl是行驶灯功能并且第二信号功能F2是转向灯功能，并且这些功能均提供有对光导110的边缘照明并使用选择性提取器116和/或隔离元件190。尾灯制品100还显示第三信号功能F3和第四信号功能，该第三信号功能F3和第四信号功能均为将光透射通过光导的直接照明式光源，并且为刹车信号功能和倒车信号功能。
[0063]以下为本公开的各项的列表:
[0064]项I为尾灯制品，包括:
[0065]光导，该光导具有光发射前表面和后表面以及将前表面与后表面分开的侧表面、以及位于光导上或位于光导内的多个光提取特征结构，该光提取特征结构被构造成将光通过发射表面引导出；
[0066]第一光源，该第一光源被构造成将光沿第一方向引导到光导的侧表面中，第一光源指示第一信号功能；
[0067]第二光源，该第二光源被构造成将光沿第二方向引导到光导的第二侧表面中，第二光源指示第二信号功能，并且第二方向不同于第一方向。
[0068]项2是根据项I的尾灯制品，其中多个光提取特征结构包括第一多个光提取特征结构，该第一多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第一光源的光通过发射表面选择性地引导出。
[0069]项3是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中多个光提取特征结构包括第二多个光提取特征结构，该第二多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅第二光源的光通过发射表面选择性地引导出。
[0070]项4是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中光导的至少一部分是光学透明的。
[0071]项5是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中多个光提取特征结构设置在光导的后表面上或与光导的后表面相邻设置。
[0072]项6是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中光导是弯曲的。
[0073]项7是根据项6的尾灯制品，其中多个光提取特征结构的一部分设置在光导的前表面上或与光导的前表面相邻设置。
[0074]项8是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一光源和第二光源被构造成将不同颜色的光引导到光导中。
[0075]项9是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一光源被构造成在光导的第一侧表面中引导光，并且第二光源被构造成在光导的第二侧表面中引导光，第二侧不同于第一侧。
[0076]项10是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一光导光提取特征结构具有5微米至750微米范围内的特征尺寸。
[00 77]项11是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一信号功能和第二信号功能是不同的信号功能。
[0078]项12是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括与光导后表面相邻的尾灯制品的后表面，并且尾灯制品的后表面是反射至少70 %的入射光的光反射元件。
[0079]项13是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括与光导后表面相邻的尾灯制品的后表面，其中尾灯制品的后表面是着色的。
[0080]项14是根据项12至13中任一项所述的尾灯制品，其中光反射元件或尾灯制品的后表面包括可被观察者观察到的标记或图形元素。
[0081]项15是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中尾灯制品是层合一体构造。
[0082]项16是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中尾灯制品具有0.2mm至30mm范围内的总厚度。
[0083]项17是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中粘合剂被设置在尾灯制品的后表面上，粘合剂被构造成将尾灯制品固定至车辆。
[0084]项18是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一ig号功能和第二?目号功能被同时显示。
[0085]项19是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。
[0086]项20是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一信号功能显示于光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于光导的第二区域中，并且第一区域不与第二区域在光学上隔离。
[0087]项21是根据项I至19的尾灯制品，其中第一信号功能显示于光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于光导的第二区域中，并且光学隔离元件将第一区域与第二区域分开。
[0088]项22是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中多个光提取特征结构形成对观察者可见的用于指示第一信号功能或第二信号功能的标记。
[0089]项23是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括第三光源，该第三光源被构造成将光沿第三方向引导到光导中，第三光源指示第三信号功能，并且第三方向不同于第一方向和第二方向。
[0090]项24是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括直接照明式光源，该直接照明式光源引导光通过光导，并指示直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功能。
[0091]项25是根据项24的尾灯制品，其中直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功能，并且第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。
[0092]项26是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中第一信号功能、第二信号功能和第三信号功能是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0093]项27是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，包括至少所选择的第一多个光提取特征结构，其中每个提取特征部被限定为具有将光从第一光源引导出光导的光反射表面的楔形，和至少所选择的第二多个光提取特征结构，其中每个提取特征部被限定为具有将光从第二光源引导出光导的光反射表面的楔形。
[0094]项28是根据项27的尾灯制品，包括至少所选择的第一多个光提取特征结构，其中每个提取特征部被限定为具有正向圆柱形凹陷的楔形，或者至少所选择的第二多个光提取特征结构，其中每个提取特征部被限定为具有正向圆柱形凹陷的楔形。
[0095]项29是根据项27的尾灯制品，其中至少所选择的第一多个光提取特征结构各自限定具有负向圆柱形凹陷的楔形，或者至少所选择的第二多个光提取特征结构限定具有负向圆柱形凹陷的楔形。
[0096]项30是根据项4的尾灯制品，其中多个光提取特征结构具有30微米至350微米范围内的最大特征尺寸和125微米至725微米范围内的相邻光提取特征结构之间的平均间距。
[0097]项31是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，还包括第四光源，该第四光源被构造成沿第四方向照明到光导中，第四光源指示第四信号功能，并且第四方向不同于第一方向、第二方向和第三方向。
[0098]项32是根据项31的尾灯制品，其中第一光源、第二光源、第三光源和第四光源均将光入射到光导的边缘中。
[0099]项33是根据项31至32的尾灯制品，其中第一信号功能、第二信号功能、第三信号功能和第四信号功能是选自行驶灯功能、转向信号功能、刹车信号功能和倒车信号功能的不同的信号功能。
[0100]项34是根据前述项中任一项所述的尾灯制品，其中尾灯制品具有0.2cm至30cm范围内的总厚度。
[0101]项35是根据项32或33的尾灯制品，其中尾灯制品具有0.2mm至30mm范围内的总厚度。
[0102]项36是根据项19的尾灯制品，其中转向灯功能包括沿着光导依次被照明的多个区域。
[0103]公开了本发明的实施例。所公开的实施例仅为举例说明而非限制之目的而给出。上述实施方式和其它实施方式均在以下权利要求书的范围内。本领域的技术人员将会知道，本发明可以通过除所公开的那些实施例之外的实施例进行实施。本领域的技术人员将会知道，可以在不脱离本发明基本原理的前提下对上述实施例和实施方式的细节做出多种更改。另外，在不脱离本发明的实质和范围的前提下，对本发明的各种修改和更改对本领域技术人员将是显而易见的。因此，本申请的范围应当仅由以下权利要求书确定。
【主权项】
1.一种尾灯制品，包括: 光导，所述光导具有光发射前表面和后表面以及将所述前表面与所述后表面分开的侧表面、以及位于所述光导上或位于所述光导内的多个光提取特征结构，所述光提取特征结构被构造成将光通过所述发射表面引导出； 第一光源，所述第一光源被构造成将光沿第一方向引导到所述光导的侧表面中，所述第一光源指示第一信号功能； 第二光源，所述第二光源被构造成将光沿第二方向引导到所述光导的第二侧表面中，所述第二光源指示第二信号功能，并且所述第二方向不同于所述第一方向。2.根据权利要求1所述的尾灯制品，其中所述多个光提取特征结构包括第一多个光提取特征结构，所述第一多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅所述第一光源的光通过所述发射表面选择性地引导出。3.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述多个光提取特征结构包括第二多个光提取特征结构，所述第二多个光提取特征结构被构造成将来自基本上仅所述第二光源的光通过所述发射表面选择性地引导出。4.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述第一光源和所述第二光源被构造成将不同颜色的光引导到所述光导中。5.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，其中所述第一光源被构造成在所述光导的第一侧表面中引导光，并且所述第二光源被构造成在所述光导的第二侧表面中引导光，所述第二侧不同于所述第一侧。6.根据权利要求1至5所述的尾灯制品，其中所述第一信号功能显示于所述光导的第一区域中，并且第二信号功能显示于所述光导的第二区域中，并且光学隔离元件将所述第一区域与所述第二区域分开。7.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，还包括第三光源，所述第三光源被构造成将光沿第三方向引导到所述光导中，所述第三光源指示第三信号功能，并且所述第三方向不同于所述第一方向和所述第二方向。8.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，还包括直接照明式光源，所述直接照明式光源引导光通过所述光导，并指示直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功會K。9.根据权利要求8所述的尾灯制品，其中所述直接照明式信号功能是刹车信号功能或倒车信号功能，并且所述第一信号功能是行驶灯功能，并且第二信号功能是转向灯功能。10.根据前述权利要求中任一项所述的尾灯制品，还包括第四光源，所述第四光源被构造成沿第四方向照明到所述光导中，所述第四光源指示第四信号功能，并且所述第四方向不同于所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向。
【专利摘要】本发明描述了一种尾灯制品(100)，该尾灯制品包括光导(110)，该光导具有光发射前表面(112)和后表面(114)以及位于光导(110)上或位于光导(110)内的多个光提取特征结构(116)，该多个光提取特征结构被构造成将光通过发射表面(112)引导出。指示第一信号功能的第一光源(120)被构造成将光沿第一方向引导到光导的侧表面(118)中。指示第二信号功能的第二光源(130)被构造成将光沿第二方向引导到光导的第二侧表面(119)中，第二方向不同于第一方向。
【IPC分类】F21S8/10
【公开号】CN104903642
【申请号】CN201380068792
【发明人】杰里米·K·拉森, 大卫·A·恩德, 詹妮弗·J·萨林, 卡尔·A·维克, 迈克尔·E·格里芬, 斯科特·M·施诺布里克, 郝冰
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月16日
【公告号】US20150330593, WO2014105470A1, WO2014105470A8
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