机动车光照装置的制作方法

专利2022-05-09  103



1.本发明涉及被包括在机动车光照装置中的光源的领域,并且更具体地,涉及其分组布置。


背景技术:

2.一些照明功能装置利用一组光源来提供足够高的光通量以满足照明需求。
3.某些光源(例如led)在其运行过程中会产生大量热量。这种热量与流过它们的电流有关,如果散热不当,这种热量可能会严重损坏光源。
4.因此,电流通常被选择为使得光源产生的热量不会高到无法被散发掉。
5.在需要大量的光源在光照装置的一小部分中提供足够高的通量时,这一问题特别严重。
6.因此,寻求一种解决上述问题的方法。


技术实现要素:

7.本发明通过一种根据权利要求1的机动车光照装置提供了一种用于改善上述缺点的解决方案。本发明的优选实施方式被限定在从属权利要求中。
8.除非被另外地限定,否则本文所用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都应如本领域的惯例那样进行解释。将进一步被理解的是,通用用法的术语也应如相关领域中的惯例那样被解释,而不是在理想化的或过度形式化的意义上被解释,除非被在此明确地限定为这样。
9.在本文中,术语“包括”及其派生词(例如“包括
……
的”等)不应以排他性的方式理解,也就是说,不应将这些术语解释为排除这样的可能性,即所描述的和所限定的可以包括其他的元件、步骤等。
10.在第一个发明性方面,本发明提供了一种机动车光照装置,其包括:
11.多个固态光源,它们被配置为根据光的方向发光,每个固态光源具有一个光源中心,每个固态光源限定一个光源平面,该平面是垂直于所述光的方向的包含相应的光源中心的平面;和
12.带有接收入口的光导,该接收入口根据光的方向将光学轮廓投影在最接近的光源平面上,该光学轮廓具有光学中心;
13.其中,所述光源被布置成将光束以这样的方式投射到光导的接收入口,使得所述光源的所述中心的至少70%与靠近所述光学中心的程度相比更靠近所述光学轮廓。
14.术语“固态”是指由固态电致发光(electroluminescence)所发出的光,其使用半导体将电转换为光。与白炽灯(incandescent lighting)相比,固态照明以更少的热量产生和更少的能量耗散来产生可见光。与易碎的玻璃管/灯泡和长而细的灯丝线(filament wires)相比,固态电子光照装置的通常较小的质量可提供更大的抗冲击和抗振性。它们还消除了灯丝蒸发(filament evaporation),从而潜在地延长了光照装置的使用寿命。这些
类型的照明的一些示例包括半导体发光二极管(led)、有机发光二极管(oled)或聚合物发光二极管(pled)作为照明源,而不是电灯丝(electrical filaments)、等离子或气体。
15.所述机动车光照装置包括多个固态光源,这些固态光源布置成最靠近光学轮廓的外围而不是中心,从而在它们之间产生一些附加的空间,该空间大于光源制造商所建议的最小距离。该距离很重要,因为它允许更好地散热,从而光源可以被喂入更大的电流并且因而提供更强大的通量而不会被所产生的热量损害。
16.为了本发明的目的,术语“中心”被认为是光源的几何中心。光源通常被封装在平行六面体状的(parallelepiped)壳体中,因此所述中心对于本领域技术人员而言非常容易定义。如果壳体的几何形状不规则,则相应壳体的质心将被认作光源的中心。
17.当光学元件是光导时,本发明是特别有利的,因为光导通常具有相对较小的横截面并且需要高通量来执行照明功能,因此,在现有技术中已知的光照装置中,多个光源通常彼此非常靠近,试图为每个表面获得对光源来说可能的更大的密度。
18.在一些特定实施方式中,所述光源的所述中心的至少80%与靠近所述光学中心的程度相比更靠近所述光学轮廓。
19.最靠近外围的光源比例越高,在它们之间创建的附加的空间就越大。
20.根据本发明,光导可以例如具有杆的形状,该杆具有第一末端,所述第一末端包括和/或形成所述接收入口。本发明在这种因为光学轮廓尺寸与杆的截面基本相同从而光学轮廓较窄的情况下特别有用。所述光源中心被布置在光学轮廓中,它使得尽管其中布置有多个光源的空间很小,但是也能够实现良好的散热。
21.根据本发明,所述光导可以例如是圆形光导,并且所述光学轮廓是圆,所述圆的中心是所述光学中心。
22.在一些特定实施方式中,所述光导包括限定光导半径的圆形部分。
23.圆形光导在机动车应用中非常普遍,并且本发明特别适合于这种形状。
24.在一些特定实施方式中,所述光源中心的至少70%被容纳在由较大半径和较小半径限定的环形冠中,该环形冠明显地位于所述轮廓内。例如,所述较小半径是所述较大半径的至少80%,并且所述较大半径是光导半径的至少80%。
25.当使用圆形光导时,一种有利的布置是将大多数光源包含在靠近光导的外围的环形冠中,在该环形冠中存在更大的区域并且光源可以在它们之间具有附加的空间,从而热性能被改善。
26.例如,其光源中心被容纳在环形冠中的光源被布置成使得所述冠中的相邻光源的最靠近的侧边之间的最短距离小于对应光源的侧边的尺寸。它对应于光学轮廓较窄的布置,但是这种布置在热学方面是被优化的,因为大多数光源都布置在所述光学轮廓的外围。
27.根据本发明,光源之一可以是中央的。这使得能够使更多的光源与所述接收入口协作,特别是在其他光源被布置在靠近外围的情况下。例如,该中央光源的光学中心可以布置在光学轮廓的光学中心上。
28.在一些特定的实施方式中,光源包括壳体,该壳体的壳体表面在1mm2和3mm2之间,两个最接近的光源中心之间的距离大于包括这两个最接近的光源中心的光源的壳体表面的平方根的1.25倍。
29.在这些实施方式中,确保了特定的附加的空间。
30.在一些特定的实施方式中,灯壳体包括笔直的侧边,并且至少一对光源的灯壳体的侧边是不平行的。
31.定向不同的事实也有助于在光源之间产生更多的附加的空间。
32.在一些特定的实施方式中,每个光源在其周围具有总铜区域,该总铜区域大于壳体表面的三倍,其中,所述铜区域可以被划分为几个铜区域部分。
33.所述光源被以这样的方式布置,从而使得所述附加的空间产生足够高的铜区域。铜区域是使光源中产生的热量被适当散发的关键。增加该铜区域使得更多的热量被散发,从而改善了光源的工作条件。
34.在一些特定实施方式中,光源们位于一个平面中,从而使得光源中心们被布置在同一平面中。
35.当将所有固态光源都放置在平面支撑(诸如平面印刷电路板)中时,固态光源的发光被更多地控制。
36.在一些特定实施方式中,所述光源执行转向指示器或日间行车灯中的至少一个。
37.这些特定示例为了执行照明功能采用了导向光(guide light)。结果,它们特别适合于本发明。
附图说明
38.为了完成描述并为了更好地理解本发明,提供了一组附图。所述附图构成说明书的组成部分并且示出了本发明的实施方式,该实施方式不应被解释为限制本发明的范围,而仅作为实施本发明的示例。所述附图包括以下附图:
39.图1示出了根据本发明的机动车光照装置的一部分的特定示例的透视图。
40.图2示出了印刷电路板的视图,以示出了led相对于光学轮廓的布置。
41.图3示出了安装在机动车中的根据本发明的机动车光照装置。
具体实施方式
42.示例实施方式被足够详细地描述,以使本领域普通技术人员能够实施和实现本文描述的系统和过程。重要的是要理解,实施方式可以以许多替代形式来提供,并且不应被解释为限于在此阐述的示例。
43.因此,在实施方式可以以各种方式修改并且可以采取各种替代形式的同时,实施方式中的特定实施方式被在附图中示出并且在下面作为示例被详细地描述。没有要限于所公开的特定形式的意图。相反,所有落入所附权利要求书范围内的修改、等同形式和替代形式都应被包括。在整个附图和详细描述中,在适当的地方,示例实施方式的元件始终由相同的附图标记表示。
44.图1示出了根据本发明的机动车光照装置1的一部分的特定示例的透视图。
45.该光照装置1包括被配置为根据光的方向d发光的多个led 2。每个led 2具有led中心20,其被认为是led结构的几何中心。在该图所示的特定实施方式中,led 2位于平面印刷电路板3中,因此led中心20被布置在同一平面21中。该平面21垂直于所述光的方向d,因为所有led在相同的方向上发光。
46.该光照装置1还包括具有接收入口40的光导4,该接收入口40将光学轮廓41根据光
的方向d投射在包含led中心20的平面21上。在这种情况下,由于光导4具有圆形截面,所以光学轮廓41是具有光学中心42的圆。
47.图2示出了印刷电路板3的视图,以示出led 2相对于光学轮廓41的布置。
48.从该图中可以看出,在9个led中心20中,有8个更靠近光学轮廓41而不是更靠近光学中心42。实际上,该图中还显示了一个环形冠,其具有较大半径r1和较小半径r2,其中较小半径r2是较大半径的80%,并且较大半径是光导半径r0的80%。如前所述,9个led中心20中的8个在此环形冠内。
49.在这种特定情况下,led 2的壳体具有正方形轮廓,正方形轮廓的侧边为1.6mm。由于这些led没有被布置成正方形阵列,而是在它们之间具有附加的距离,所以任何一对led中心20之间的距离至少为2mm。
50.此外,这些灯壳体包括笔直的侧边22。尽管在该实施方式中,侧边22是平行的,但是在其他有利的实施方式中,灯壳体的侧边是不平行的,这有助于在它们之间产生附加的空间。
51.因为led 2被布置在印刷电路板3中,所以每个led 2被铜区域5包围。该铜区域被定义为与特定led接触的铜的表面。
52.从该图中可以看出,每个led 2被一个铜区域5包围。这些未被许多其他led包围的led具有很大的铜区域,因此它们的热性能很好。然而,对于在现有技术的装置中被许多其他led包围的led来说,其余led的紧密性使得被包围的led难以具有高的铜区域。
53.在这种情况下,即使是被许多其他led包围的led也具有高的铜区域,因为其余的led足够远,足以使被包围的led的铜区域大于该壳体表面的3倍。在该示例中,该壳体表面为2.56mm2,因为壳体是侧边为1.6mm的正方形。围绕中央led 20c(即具有最低铜区域的led)的铜区域为8mm2,这远远超过现有技术中已知的光照装置中的被包围的led。在这种情况下,该铜区域被分成两个铜区域部分51、52。铜区域的这种高值对于led的良好热行为非常重要。
54.结果,由于所有的led 2都被相应的铜区域适当地冷却,所以其电流值可以增加,因此,相同的通量值可以用较少数量的led获得,从而降低了成本和制造时间。
55.图3示出了安装在机动车辆100中的根据本发明的机动车辆光照装置1,其中,光源将光提供给光导4,以执行转向指示器功能和日间行车灯功能两者。

技术特征:
1.机动车光照装置(1),包括:多个被配置为根据光的方向(d)发光的固态光源(2),每个固态光源具有光源中心(20),并且每个固态光源限定光源平面(21),所述光源平面是垂直于所述光的方向(d)的包含对应的光源中心(20)的平面;和具有接收入口(40)的光导(4),该接收入口(40)根据所述光的方向(d)将光学轮廓(41)投射在最近的光源平面(21)上,该光学轮廓(41)具有光学中心(42);其中,所述光源(2)被布置为将光束投射到光导(4)的接收入口(40)使得所述光源中心(20)的至少70%与靠近所述光学中心(42)的程度相比更靠近所述光学轮廓(41)。2.根据权利要求1所述的机动车光照装置(1),其中,所述光源中心(20)的至少80%与靠近所述光学中心(42)的程度相比更靠近所述光学轮廓(41)。3.根据权利要求1或2所述的机动车光照装置(1),其中,所述光导具有杆的形状,所述杆具有第一末端,所述第一末端包括和/或形成所述接收入口(40)。4.根据前述权利要求中任一项所述的机动车光照装置(1),其中,所述光导是圆形光导,并且所述光学轮廓(41)是圆,所述圆的中心是所述光学中心(42)。5.根据前述权利要求中任一项所述的机动车光照装置(1),其中,所述光导包括限定光导半径的圆形截面。6.根据权利要求5所述的机动车光照装置(1),其中,所述光源中心的至少70%被容纳在由较大半径和较小半径限定的环形冠中,该环形冠在所述轮廓内。7.根据权利要求6所述的机动车光照装置(1),其中,所述较小半径是所述较大半径的至少80%,并且所述较大半径是所述光导半径的至少80%。8.根据权利要求6或7所述的机动车光照装置(1),其中,其光源中心(20)被容纳在所述环形冠中的光源(2)被布置成使得所述冠中的相邻光源的最靠近的侧边之间的最短距离小于相应光源的所述侧边的尺寸。9.根据前述权利要求中任一项所述的机动车光照装置(1),其中,所述光源(20)中的一个是中央的。10.根据前述权利要求中的任一项所述的机动车光照装置(1),其中,每个光源(2)包括壳体,所述壳体具有在1mm2和3mm2之间的壳体表面,两个最接近的光源中心(20)之间的距离大于包括这两个最接近的光源中心(20)的光源(2)的壳体表面的平方根的1.25倍。11.根据权利要求10所述的机动车光照装置(1),其中,所述灯壳体包括笔直的侧边,并且至少一对光源的所述灯壳体的侧边不平行。12.根据前述权利要求中的任一项所述的机动车光照装置(1),其中,每个光源具有围绕它的总铜区域(5),该总铜区域大于所述壳体表面的三倍,其中,所述铜区域可以被划分为若干个铜区域部分。13.根据前述权利要求中任一项所述的机动车光照装置(1),其中,所述光源被定位在平面表面中,使得所述光源中心被布置在同一平面中。14.根据前述权利要求中任一项所述的机动车光照装置(1),其中,所述光源执行转向指示器或日间行车灯中的至少一个。
技术总结
本发明提供了一种包括多个固态光源(2)和光导(4)的机动车光照装置(1)。固态光源(2)们被配置为根据光的方向(d)发光,每个固态光源(2)具有光源中心(20),并且每个固态光源(2)限定光源平面(21),该光源平面是垂直于所述光的方向(d)的包含相应光源中心(20)的平面。光导(4)具有接收入口(40),该接收入口(40)根据所述光的方向(d)将光学轮廓(41)投射在最接近的光源平面(21)上,该光学轮廓(41)具有光学中心(42)。光源(2)被以这样的方式布置为将光束投射到光导(4)的接收入口(40)使得光源中心(20)的至少70%与靠近所述光学中心(42)的程度相比更靠近光学轮廓(41)。比更靠近光学轮廓(41)。比更靠近光学轮廓(41)。


技术研发人员:安东尼奥
受保护的技术使用者:法雷奥照明公司
技术研发日:2019.10.25
技术公布日:2021/6/29

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