包括集成led的尤其用于機(jī)動(dòng)車輛照明構(gòu)件的照明系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】包括集成LED的尤其用于機(jī)動(dòng)車輛照明構(gòu)件的照明系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng),尤其是涉及用于機(jī)動(dòng)車輛照明構(gòu)件的照明系統(tǒng),該照明系統(tǒng)具有集成的LED,尤其是具有集成在光學(xué)模塊中的LED。
[0002]某些照明系統(tǒng)包括配備有發(fā)光二極管的印刷電路板,這些發(fā)光二極管通常稱為LED、電連接至印刷電路。印刷電路板(經(jīng)??s寫為PCB)是一種支撐件,通常是一塊板,能夠使一組電子部件電聯(lián)結(jié)在一起,以便產(chǎn)生復(fù)雜的電子電路。這種板是平面的,并且包括由絕緣材料隔開的一個(gè)或多個(gè)薄銅層的組件。這種板可以是剛性的或柔性的。在照明裝置中,配備有LED的印刷電路板或板件通常與所希望的照明方向成直角進(jìn)行布置而用于良好的光的顯現(xiàn),大多數(shù)光束是由二極管在與印刷電路板成直角的方向上發(fā)出的。然而,在汽車領(lǐng)域中,特別是在前照燈的應(yīng)用中,這種與照明方向成直角的定位使前照燈明顯變得龐大并限制了設(shè)計(jì)。
[0003]還存在涉及與LED相關(guān)聯(lián)的照明光學(xué)模塊的照明系統(tǒng),以便確保導(dǎo)光功能。這些LED則被布置成與該光學(xué)模塊的距離較短,以使該光學(xué)模塊接收這些LED發(fā)出的光。該光學(xué)模塊經(jīng)常與該照明系統(tǒng)的另一個(gè)元件(例如遮光罩或偏轉(zhuǎn)器)結(jié)合。這類遮光罩經(jīng)常距這些LED—段距離與這些LED的照明方向成直角地延伸。這類照明系統(tǒng)因而由相對于彼此布置的許多元件組成,這樣使其組裝復(fù)雜。此外,這類照明系統(tǒng)具有很大的體積,這樣會限制它們的布置和形式,這特別是在汽車領(lǐng)域是不希望的。另外,在這種類型的照明系統(tǒng)中,每個(gè)LED是有差別的、并且是可見的。出于美觀的原因,這可能是聰明的做法,以提高照明系統(tǒng)的外觀風(fēng)格、同時(shí)保留了其照明功能。
[0004]因此需要一種能夠至少部分地彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)并改變設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng)。
[0005]為此,本發(fā)明的一個(gè)目的涉及一種照明系統(tǒng),尤其是用于機(jī)動(dòng)車輛前照燈的照明系統(tǒng),包括一個(gè)配備有適合產(chǎn)生光的發(fā)光二極管的印刷電路板、以及一個(gè)被形成用以傳播和傳輸所述光的光學(xué)模塊,這個(gè)光學(xué)模塊具有用于接收所述產(chǎn)生的光的接收表面、以及用于再傳輸所述產(chǎn)生的光的發(fā)射表面,其特征在于,所述光學(xué)模塊具有一個(gè)用于容納所述配備有發(fā)光二極管的印刷電路板的外殼,并且其特征在于,所述外殼具有一個(gè)形成所述接收表面的內(nèi)壁。
[0006]憑借該印刷電路板在該光學(xué)模塊體內(nèi)的這種定位,所得到的照明系統(tǒng)是特別簡單和緊湊的。此外,這種布置能夠增強(qiáng)照明的美感。實(shí)際上,該光學(xué)模塊可具有“錯(cuò)視畫”類型的美學(xué)外觀,因?yàn)樗梢园茨撤N方式表現(xiàn)為懸浮在照明系統(tǒng)內(nèi),沒有可見的支撐元件或保持元件。因而能夠制造一種帶有發(fā)光元件(由印刷電路板和發(fā)光二極管形成的組件)的照明系統(tǒng),該發(fā)光元件無需結(jié)合在該照明系統(tǒng)的另一個(gè)元件(如遮光罩或反射鏡)中即可偏移,尤其是機(jī)動(dòng)車輛的用于形成光學(xué)塊的照明系統(tǒng)。
[0007]此外,該印刷電路板在該光學(xué)模塊的體積內(nèi)的定位能夠使光學(xué)模塊獲得由這些發(fā)光二極管發(fā)出的大多數(shù)光福射,尤其是發(fā)出的光福射的95%-100%。
[0008]具體地,當(dāng)該印刷電路板閉合該光學(xué)模塊的外殼時(shí),可以獲得這些LED發(fā)出的所有光福射。本發(fā)明因而能夠減少光損失。
[0009]另外,根據(jù)這些LED與該接收表面或與該接收表面的布置分隔開的距離,可以使光的顯現(xiàn)增強(qiáng)。舉例而言,這個(gè)接收表面可位于距離這些LED0.5-5cm的距離處。還有,舉例而言,接收表面和LED可以這樣的方式布置,以允許該接收表面的照明成120° -250°的角度,優(yōu)選地是成150°-200°的角度,甚至是170°-190°,具體地是取180°的值。
[0010]有利地并且以非限制性的方式,該光學(xué)模塊可以在聚合材料或玻璃中形成,優(yōu)選地是半透明或透明的,適于傳播或引導(dǎo)在其體積內(nèi)環(huán)行的至少一個(gè)光束,特別是由發(fā)光二極管發(fā)出的光束。所用的材料可以是適合用于引導(dǎo)光輻射的任何材料,例如玻璃或聚合物類型的材料,有色的或是無色的,例如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。各光學(xué)模塊因而可以簡單地制造,并且其形式可以被適配于用于容納該照明系統(tǒng)的部件。
[0011]在本發(fā)明的背景下,“透明性”應(yīng)被理解為是指允許光通過材料而不使光發(fā)生散射的物理性質(zhì)。在微觀水平上,即所研究的尺寸比有關(guān)光子的波長大得多時(shí),可以說,在這種類型的材料中,光子遵循Snel1-Descartes定律。
[0012]有利地并且以非限制性的方式,所述接收表面和/或所述發(fā)射表面可具有至少一個(gè)適合對所述光的一部分進(jìn)行漫射的部分和/或在接收表面的一部分與發(fā)射表面的一部分之間的體積可適合對所述光的一部分進(jìn)行漫射。
[0013]“漫射”應(yīng)被理解為是指一種性質(zhì),據(jù)此一種材料(或在當(dāng)前情況中是該模塊的內(nèi)表面或外表面的至少一部分)允許光通過、但是對光子進(jìn)行散射并因此使其不再遵循Snel 1-Decartes定律。這種材料也被稱為半透明材料。
[0014]接收表面的一部分和/或發(fā)射表面的一部分和/或在接收表面的一部分與發(fā)射表面的一部分之間的體積因此可被布置成用于對一部分光線進(jìn)行漫射。
[0015]為此,接收表面的該部分和/或發(fā)射表面的該部分和/或在接收表面的一部分與發(fā)射表面的一部分之間的體積可以根據(jù)本身已知的方法至少部分地成粒、成紋理或蝕刻,或者是在半透明材料中,以便允許光散射或漫射。這種成粒、成紋理或蝕刻的部分可以延伸至足以允許光線漫射的厚度,或貫穿該光學(xué)模塊的整個(gè)厚度。
[0016]光學(xué)模塊的一部分因而可以位于半透明材料中而用以例如隱藏印刷電路板和LED,另一部分位于透明材料中。這種光學(xué)模塊可以一體地制造或制成組裝在一起的多個(gè)零件。
[0017]有利地,適合對所述光的一部分進(jìn)行漫射的接收表面的該部分和/或發(fā)射表面的該部分和/或在接收表面的一部分與發(fā)射表面的一部分之間的體積可以這樣的方式安排,從該光學(xué)模塊外部的至少一個(gè)區(qū)(例如側(cè)向區(qū))不能看到印刷電路板。
[0018]該光學(xué)模塊的外殼的內(nèi)壁可以包括至少兩個(gè)側(cè)壁和至少一個(gè)底壁,尤其是當(dāng)印刷電路板閉合外殼時(shí)是一個(gè)單一底壁。在這種情況下,所述至少兩個(gè)側(cè)壁可形成適合對所述光的一部分進(jìn)行漫射的接收表面的該部分。
[0019]有利地并且以非限制性的方式,所述接收表面可具有適合使所述光的另一部分會聚的至少一個(gè)其他部分。這樣能夠使光的一部分在該光學(xué)模塊的特定方向上(例如朝向需要比光學(xué)模塊的其余部分更亮的區(qū))聚集。
[0020]有利地,適合使光的另一部分會聚的接收表面的這個(gè)部分可以這種方式布置,以使光的這部分朝向該發(fā)射表面的特定區(qū)域會聚。
[0021]有利地,接收表面的該至少一個(gè)另外部分具有至少一個(gè)用于對光進(jìn)行準(zhǔn)直的光學(xué)
目.ο
[0022]用于準(zhǔn)直、偏轉(zhuǎn)或會聚光線的光學(xué)裝置可以涉及菲涅爾透鏡、瞄準(zhǔn)器、棱鏡或刻面類型的一種或多種常規(guī)光學(xué)元件。這種光學(xué)器件旨在使入射光線朝向該光學(xué)模塊的發(fā)射表面會聚,尤其是朝向該光學(xué)模塊的發(fā)射表面的特定區(qū)域會聚。
[0023]該光學(xué)準(zhǔn)直裝置可以通過本身已知的方法有利地固定在內(nèi)壁的其他部分的至少一個(gè)表面區(qū)域上,或者被刻蝕在所述表面區(qū)域上。
[0024]該光學(xué)模塊的外殼的內(nèi)壁可以包括至少兩個(gè)側(cè)壁和至少一個(gè)底壁,尤其是當(dāng)印刷電路板閉合外殼時(shí)是一個(gè)單一底壁。在這種情況下,所述底壁可形成適合使所述光的一部分會聚的接收表面的其他部分。
[0025]有利地,該外殼可具有適合對光線的一部分進(jìn)行漫射的內(nèi)壁的一部分、以及適合使所述光的另一部分會聚的內(nèi)壁的另一部分。這種布置具有遮蔽這個(gè)或這些LED光源的美感優(yōu)勢。因而從人的視角來看能夠隱藏光源。于是通過光束的漫射和透射來確保照明功能的光學(xué)模塊因而可以通過這組LED被持續(xù)且均勻地完全照亮。對光進(jìn)行漫射的壁的這部分尤其能夠通過遮蔽這些LED而對該模塊進(jìn)行側(cè)向照明,用于光線會聚的該內(nèi)壁的這部分能夠有助于該模塊的照明功能。在這種情況下,在風(fēng)格方面增強(qiáng)了這種模塊的視覺外觀。
[0026]有利地并且以非限制性的方式,該外殼的所述內(nèi)壁可包括至少兩個(gè)側(cè)壁和至少一個(gè)底壁(尤其是單個(gè)底壁),并且所述光學(xué)模塊的發(fā)射表面可以具有一個(gè)基本上平行于所述底壁的外表面、以及分別與所述至少兩個(gè)側(cè)壁基本上平行的至少兩個(gè)側(cè)向外表面。該發(fā)射表面因而可形成該光學(xué)模塊的一個(gè)外壁,尤其是該光學(xué)模塊的幾乎全部外壁。與可以出現(xiàn)在該光學(xué)模塊后部處外殼的位置相反,與該底壁基本上平行的外表面因而可以例如是被稱為“前”外表面。這些側(cè)向外表面可形成適合對光進(jìn)行漫射的發(fā)射表面的一部分。為此,這個(gè)部分可以至少部分地成粒、成紋理或蝕刻。
[0027]該外殼可以是在與前外表面相對的背面上開口的凹槽或狹槽,例如與其平行或基本上平行,例如在該模塊的整個(gè)周邊上。這個(gè)凹槽或狹槽的橫截面可以是多邊形的,例如是梯形的或橢圓形的,例如圓弧形或任何其他合適的形式。
[0028]該光學(xué)模塊可具有冠環(huán)形式或類似的形式,其可以是圓柱形的、圓錐形的或截頭圓錐形的,甚至是橢圓形的。然而,本發(fā)明不限于該光學(xué)模塊的特定形式,其很可能采取任何適合于相關(guān)的照明系統(tǒng)的形式。
[0029]本發(fā)明還涉及一種配備有根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛照明構(gòu)件。
[0030]這種照明構(gòu)件尤其可以從用于車輛信號傳遞的前照燈(或光學(xué)塊)以及旨在定位于車輛內(nèi)部的環(huán)境照明燈中選擇。優(yōu)選地,該構(gòu)件是前照燈。
[0031]照明構(gòu)件通常包括一個(gè)殼體,該殼體的一面是半透明的或透明的而用于光束的出射。于是根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)被布置在該殼體內(nèi)、并通過至少一個(gè)固定元件固定在該殼體上,該照明系統(tǒng)的方向使由LED產(chǎn)生的光通過該殼體的半透明或透明面出射。
[0032]這個(gè)或這些固定元件可以是形式和尺寸不同的桿或條,如矩形桿或條。優(yōu)選地,這個(gè)或這些固定元件是用與該光學(xué)模塊相同的材料制造的,這樣能夠增大該光學(xué)模塊的“懸浮”效果,這類元件使光的傳播受到很少干擾或不受干擾。
[0033]固定元件的數(shù)量不受限制,只要它能夠確保固持功能。通常,使用至少兩個(gè)固定元件,但是只用一個(gè)也是可能的。
[0034]這個(gè)或這些固定元件可通過所述元件的端部區(qū)域被固定到該光學(xué)模塊的外表面上,對側(cè)的端部區(qū)域能夠固定到該殼體上。
[0035]本發(fā)明的另一個(gè)目的涉及一種配備有至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的