本发明的是光学耦合领域。本发明涉及一种光学耦合器并且涉及一种光学照明系统，特别地用于车辆内部。
背景技术：
1、车辆的内部舱可以包括用于照明、尤其用于背光照明的多个发光系统，该多个发光系统包括在装饰板中用于功能性目的还有美学目的。
2、专利ep 2145796 a2提出了例如一种用于机动车辆的内部装饰板，该内部装饰板设置有背光区域，该板包括刚性支撑层和发光装置，该支撑层上的覆盖物限定该板的可见面，该发光装置能够从该支撑层的相反侧照亮区域，该支撑层和该覆盖物适合于允许来自该发光装置的光穿过，使得该光在该板上可见。
3、装饰板可以例如具有由使用者或由车辆的构造者根据发光装置的性质选择的发光着色图案。
4、专利us2016229338 a1提出了一种装饰板，该装饰板包括纺织覆盖物、透明底座和发光装置，该发光装置包括例如led(发光二极管)类型的发光源和光导，该发光源定位在该光导的前方。当光导被发光源照亮时，由于允许光穿过的覆盖物的细丝的颜色，可以获得比色效应。
5、专利us2014211498 a1提出了一种用于机动车辆的内部装饰板，该内部装饰板包括：支撑层，该支撑层确定该内部装饰板的轮廓；覆盖层，该覆盖层被施加到该支撑层的前侧；以及发光层，该发光层被施加到该支撑层的后侧，并且其中，该支撑部件和该覆盖层是透明的。发光层是光纤束编织到其中的织物，这些光纤被扭绞到连接器中，例如发光源可以连接到该连接器。光纤束能够引导装饰板上可见的光波，光波可以具有由车辆的使用者或由构造者选择的任何颜色。
6、然而，当使用例如rgb(红绿蓝)led(发光二极管)的发光源时，有时难以在每根光纤的入口处针对每种颜色获得均匀照明，并且这导致每根光纤中的不均匀光通量和颜色的不均匀分布。
7、专利ep 0562873 b1提出了一种与高强度发光源一起使用的带有恒定多边形横截面的光学耦合装置，该多边形横截面使得可以获得改善的光混合并且因此在耦合器的出口处针对每种颜色获得均匀照明。光学耦合器可以用于经由连接器将发光源耦合到光纤束。
8、目前，光纤束连接器的横截面取决于扭绞光纤的数量和类型，并且可能小于发光源在耦合器的入口处的表面积，因此使得使用具有恒定横截面的耦合器(诸如在专利ep0562873b1中提出的耦合器)由于光通量的显著损耗而效果不佳，因为该耦合器不适配发光源的大小和连接器的表面积两者。
9、因此，需要经由横截面小于发光源的表面积的连接器将光束、尤其是由发光源发射的有色射束传输到光纤束，同时最小化光通量的损失并且在连接器的入口处针对每种颜色获得均匀照明。
技术实现思路
1、本发明通过使得可以耦合具有比连接光纤束的连接器的面积更大的面积的发光源，同时最小化发光源与光纤束之间的光通量损失，从而提供了对上述问题的解决方案。
2、本发明的一个方面涉及一种具有纵向中心轴线x的光学耦合器，所述光学耦合器包括第一部分、第二部分和第三部分，并且其中：
3、·所述第一部分具有包络面，该包络面呈现具有轴线x的回转椭球体的形状、由垂直于纵向轴线x的截面平面截断、带有多边形横截面，所述截面的面积沿着纵向轴线x在入口截面与第一中间截面之间逐渐增大；
4、·所述第三部分具有包络面，该包络面呈现直棱柱的形状、具有多边形横截面，该横截面的面积在第二中间截面与第一出口截面之间是恒定的；
5、该第一中间截面的面积大于该第二中间截面的面积；
6、·所述第二部分是定位在第一部分与第三部分之间的过渡部分，所述第二部分具有包络面，该包络面带有横截面，该横截面的面积沿着纵向轴线x逐渐减小，所述第二部分包括：
7、·连接到第一部分的第一连接截面，该第一连接截面是第一中间截面，
8、·连接到第二部分的第二连接截面，该第二连接截面是第二中间截面。
9、由于本发明，可以经由大于第一出口截面的入口截面接收光束，从而使得可以耦合发光源，该发光源的截面大于光纤组件的连接器的截面。第一部分的包络面具有使得能够收集最大量的光的形状，每条光线以允许其全反射的入射角接近该部分的包络面。第二部分的包络面具有使得能够连接第一部分和第三部分的形状，并且被设计成最小化光线的逸出并且因此最小化通量的损失。第一截面和第三截面的多边形形状使得可以打破不同颜色的光线的传播模式，并且在耦合器的出口处针对每种颜色获得均匀照明。
10、除了在上一段中刚刚概述过的特征之外，根据本发明的一个方面的光学耦合器还可以具有来自以下内容的一个或多个附加特征，该一个或多个附加特征被单独考虑或以任何技术上可行的组合考虑：
11、·所述光学耦合器具有实心构型；
12、·所述光学耦合器包括第四部分，该第四部分具有包络面，该包络面的横截面沿着纵向轴线x在第一出口截面与第二出口截面之间具有恒定面积。有利地，第四部分允许第二出口截面的形状适于朝向光接收器、例如光纤束连接器发射光束，该光接收器的入口截面与光学耦合器的第三部分的第一出口截面的形状不同。
13、·第一部分的包络面的横截面和/或第三部分的包络面的横截面分别是n阶多边形，n是介于4与10之间的自然整数。有利地，呈介于4与10之间的n阶多边形的形式的截面使得不同颜色的光线在光学耦合器内的传播变得更均匀，从而打破每条光线的传播模式。
14、·第二部分的包络面的截面是n阶多边形。这个特征允许在第一连接截面处和第二连接截面处的过渡而没有不连续性。
15、·n等于6。有利地，第一部分和第三部分的截面的六边形形状是用于使不同颜色的光线的传播更均匀以便针对相同颜色的每组光线获得均匀照明的最佳形状。
16、·所述光学耦合器由透明光学材料形成，透明光学材料诸如是聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、玻璃或硅酮。
17、·第一部分的包络面具有第一焦点和第二焦点，第一焦点位于光学耦合器之外。
18、本发明的另一方面涉及一种光学照明系统，该光学照明系统包括：
19、·发光源；
20、·根据本发明的光学耦合器；
21、·光纤束。
22、除了在上一段中刚刚概述过的特征之外，根据本发明的一个方面的光学照明系统还可以具有来自以下内容的一个或多个附加特征，该一个或多个附加特征被单独考虑或以任何技术上可行的组合考虑：
23、·发光源是单色光源、双色光源或三色光源。
24、·发光源放置在第一焦点通过入口表面的共轭焦点处。有利地，这个特征允许经由入口截面进入耦合器的所有光线在已经被完全或部分反射之后聚焦在第二焦点处。
25、·光纤束包括多根光纤，该多根光纤中的每根光纤由聚甲基丙烯酸甲酯制成。聚甲基丙烯酸甲酯是有利的材料，该材料使得可以获得细而柔韧的光纤的集合，这些光纤可以被编织成包括在用于车辆内部舱的装饰板中的纺织品。
26、本发明的另一个方面涉及一种用于车辆内部舱的装饰板，该装饰板包括根据本发明的照明系统。
27、通过阅读以下描述并审查附图，将会更好地理解本发明及其各种应用。
1.一种具有纵向中心轴线x的光学耦合器(22)，所述光学耦合器(22)包括第一部分(221)、第二部分(222)和第三部分(223)，并且其中：
2.如前一项权利要求所述的光学耦合器(22)，其特征在于，所述光学耦合器(22)具有实心构型。
3.如前述权利要求中任一项所述的光学耦合器(22)，其特征在于，所述光学耦合器(22)包括第四部分(224)，所述第四部分具有包络面(224')，所述第四部分的包络面的横截面(s4)沿着所述纵向轴线x在所述第一出口截面(ss1)与第二出口截面(ss2)之间具有恒定面积。
4.如前述权利要求中任一项所述的光学耦合器(22)，其特征在于，所述第一部分(221)的包络面(221')的横截面(s1)和/或所述第三部分(223)的包络面(223')的横截面(s3)分别是n阶多边形，n是介于4与10之间的自然整数。
5.如前一项权利要求所述的光学耦合器(22)，其特征在于，n等于6。
6.如前述权利要求中任一项所述的光学耦合器(22)，其特征在于，所述光学耦合器(22)由以下材料形成：聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃或硅酮。
7.如前述权利要求中任一项所述的光学耦合器(22)，其特征在于，所述第一部分(221)的包络面(221')具有第一焦点(f1)和第二焦点(f2)，所述第一焦点(f1)位于所述光学耦合器(22)之外。
8.一种光学照明系统(2)，包括：
9.如权利要求8所述的光学照明系统(2)，其中，所述发光源(21)放置在所述第一焦点(f1)通过所述入口表面(se)的共轭焦点(f'1)处。
10.如权利要求8至9中任一项所述的光学照明系统(2)，其中，所述光纤束(23)包括多根光纤，所述多根光纤中的每根光纤由聚甲基丙烯酸甲酯制成。
