CN102537822B - 汽车前照灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车前照灯，待有第一区域的发光二极管，该第一区域的发光二极管由用于第一照明功能的第一控制单元控制。该前照灯还具有第二区域的发光二极管，该第二区域的发光二极管由用于第二照明功能的第二控制单元控制。此外，设有平的电路板，该电路板带有用于将发光二极管与分别一个控制单元连接的印制导线，其中，这些发光二极管共同安设在电路板的一侧。

Description

汽车前照灯
技术领域
本发明涉及一种汽车前照灯。汽车前照灯提供多种照明功能。这些照明功能例如是近光灯和远光灯。
背景技术
已知的是，在前照灯中也使用发光二极管来代替例如氙灯。但在汽车中只存在有限的空间用于前照灯。在DE102007031934A1中记载了具有多个作为光源的发光二极管的前照灯。但难以将足够数量的发光二极管安设在有限的空间中，使得能够达到规定的光强。此外，发光二极管产生功率损耗，因此散热也是一个问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车前照灯，该前照灯借助发光二极管运行并且具有足够的光强。
本发明涉及一种汽车前照灯，该前照灯具有由用于第一照明功能的第一控制单元控制的、第一区域的发光二极管。该前照灯还具有由用于第二照明功能的第二控制单元控制的、第二区域的发光二极管。此外，设有电路板，该电路板具有用于将发光二极管与分别一个控制单元连接的印制导线，其中，所述发光二极管共同布置在电路板的一侧。对于一个区域的发光二极管理解为多个发光二极管，亦即，至少两个彼此相邻地布置的发光二极管。
电路板具有导电的基板，并且第一区域的发光二极管分别通过至少一个连接端与基板连接。因此，基板可以用作导电体并且可以在中间没有绝缘层的情况下将第一区域的发光二极管设置在基板上。由此改善了发光二极管和基板之间的导热，从而可以通过基板更好地导出损耗功率。
DE102007031943A1并没有描述前照灯如何能够达到对近光灯和远光灯规定的光强。
在第二区域的发光二极管和基板之间可以设置绝缘层，用于绝缘第二区域的发光二极管的连接端。因此，第二区域的发光二极管的连接端可以与基板的电势无关地被控制。
已证实铜特别适合作为基板材料，因为铜既具有良好的导热性能又具有良好的导电性能。
控制单元和印制导线优选通过插塞连接相互电连接和机械连接，由此，使得电路板容易装配。
在一种实施形式中，第一区域的发光二极管的阳极与基板电连接，而第一区域的发光二极管的阴极与分别一个控制电路连接。因此，可以将基板用作多个发光二极管的高电位的导线，其中，尽管如此，还可以由控制电路相互独立地单独控制发光二极管。
在一种实施形式中，发光二极管包括用于接触发光二极管的连接端之一的压焊垫(Bondpads)。连接金属线设计为压焊垫与印制电线之间的连接器件。通过这种连接还可以在发光二极管的上侧接触发光二极管，因此可以使用两侧带有连接端的发光二极管。
第一区域的发光二极管的第一连接端优选分别具有压焊垫，其中，所述压焊垫位于面朝基板的一侧。
在一种实施形式中，在面朝基板的一侧还设有用于第二连接端的压焊垫。
照明功能的至少一种优选是近光灯、远光灯、转向灯或标记灯。因此，可以通过前照灯提供多种照明功能。
在一种实施形式中，照明功能的至少一种是用于标记在汽车前方出现的障碍物的标记灯。通过该标记灯例如可以照亮路边的小鹿或驼鹿，以便司机及时地发现它们。
在另一种实施形式中，至少一种照明功能提供照亮出现在汽车斜上方的物体的灯光。因此例如可以照亮桥梁，以便驾驶员检查汽车是否对桥梁来说太高或是否面临由桥梁带来的其它危险。
若第一和第二区域的发光二极管的亮度可以通过控制单元调节，那么可以将发光二极管用于多种照明功能或使亮度与外部条件相适应。在此，优选可以单独地并且相互独立地调节第一和第二区域的各发光二极管的亮度。
型板限定投射到交通空间中的发光面。因此，也可以实现明-暗边棱。在此，型板的厚度优选至少为300μm。
在一种实施形式中，前照灯包含唯一一个用于将由发光二极管发出的光线转向道路的透镜。这能够实现前照灯紧凑的结构并且保证在驾驶员看来，光源即使在不同的照明功能中都来自相同的源头。
总的来说，提供了一种光源，该光源在带有投影透镜的板坯上实现用于自适应前照灯(AFL)的所有灯光功能(停车灯、高速路灯、连续的转向灯、坏天气灯、乡村公路灯、转弯灯、桥梁灯、标记灯、远光灯、用于夜视的红外线)。
在此，这样布置发光二极管，使得各发光二极管可以对应于确定的空间角度。各空间角度又对应于交通空间中的一个确定位置。这能够通过将发光二极管装置借助投影透镜投影在交通空间中实现。金属芯板的各通道优选通过插卡原理进行接触。所需的全部能量优选通过两个这种插塞连接提供。这些发光二极管布置在例如金属芯板上的两个平面上。一个平面是板坯的金属基板本身，以便能够实现最佳的热连接。
此外还可以获得以下优点：
-所有的灯光功能都在发光二极管板上，
-从外面只能看见一个投影透镜，
-提供了桥梁灯和标记灯(警示野兽经常出没的小道、行人)，
-在没有可活动的机械部件，例如马达的情况下实现各种的灯光功能。
附图说明
现在借助实施例参照附图说明本发明。在附图中：
图1是带有多个区域的发光二极管的照明单元，
图2是图1的局部视图，
图3以横截面视图示出了位于基板上的、图1所示的发光二极管，
图4是按图1的发光二极管区域的局部视图，
图5是不同大小的发光二极管的比较，
图6是按本发明的前照灯。
具体实施方式
图1示出带有多个区域的发光二极管的照明单元的俯视图。照明单元1包括电路板2，在该电路板上设有发光二极管和相应的布线。发光二极管由正方形表示并且位于电路板2的中央。
图2示出电路板中央的放大图。发光二极管可以按其大小区分。大的发光二极管的边长为0.98mm，中等大小的发光二极管的边长为0.58mm以及小的发光二极管的边长为0.28mm。在电路板2上设有多个发光二极管区域和多个单个的发光二极管。发光二极管区域11具有49个大的发光二极管并且设置下半部中并且在垂直方面布置在电路板中央。在发光二极管区域11的右边布置有带有3乘3个中等大小的发光二极管的发光二极管区域12。在发光二极管区域11的左边同样布置有带有3乘3个中等大小的发光二极管的发光二极管区域13。在发光二极管区域13的左边设有带有六个发光二极管的发光二极管排15，而在右侧，也就是发光二极管区域12的右边设有具有六个大的发光二极管的发光二极管排14。
中等大小的发光二极管16位于发光二极管区域11的上方，该中等大小的发光二极管相对发光二极管区域12的发光二极管旋转45度。此外，单独一个大的发光二极管17位于发光二极管区域16的上方。在发光二极管16的左边有由七个大的发光二极管构成的发光二极管排18。在发光二极管16的右边设置有十二个小的发光二极管19。在发光二极管17的右边设有带有九个发光二极管的发光二极管排20，并且在发光二极管17的左边设有同样带有九个发光二极管的发光二极管排21。在发光二极管17和发光二极管排20和21的上方设有带有6乘3个发光二极管的发光二极管区域22。
若照明单元1应当发出C级的近光灯，则接通发光二极管区域11和发光二极管排18。在此，接通的发光二极管产生的整体并不是对称的。这样设计的意图在于，以便以比车道中央更短的照明距离照亮侧面道路边界，迎面行驶的车辆预计在车道中央。
在近光灯C接通时，在电流为700mA并且温度为100摄氏度时，由各芯片产生60lm的光通量。由此当芯片为57个时获得3420lm的光通量。基于该原因，发光二极管部分变暗，以便形成灯光分布。
发光二极管区域12和13用于在拐弯行驶时照亮弯道。若汽车转弯，则接通发光二极管排14和15。在此，在转弯时照亮汽车朝其转向的那一侧。
在转向灯中附加地激活3*3个芯片。如果每个芯片如上述地在700mA以及100摄氏度的情况下产生60lm的光通量，则获得了三倍于180lm，即540lm的光通量。
在E级的近光灯时，除了在C级近光灯时接通的发光二极管外还附加地接通发光二极管排19。
在远光灯时，除了发光二极管区域11和发光二极管排18外还额外地接通发光二极管17，并且发光二极管区域11和发光二极管排18以另一种电流分配运行。
用发光二极管排20和21可以标记较远距离的物体。典型的应用是标记位于路边的、相距100m的小鹿。取决于待标记的物体是处于道路的右边还是左边，接通两个发光二极管排20或21的单个发光二极管。若要标记多个物体，当然也可以同时接通发光二极管排20或21的多个发光二极管。为了提高醒目程度，二极管排20和21的发光二极管可以用3至20HZ之间的频率脉动，以便这些发光二极管以这个频率闪烁。
图2以放大视图示出图1的局部。
图3在横截面视图中示出了在公共的基板上的发光二极管。设置0.8mm厚的、也称作金属芯板(IMS，绝缘的金属基板)的铜基板30作为下层。在图2的左侧设置有与基板30电接触的第一发光二极管芯片31，而在图2的右侧，设置有与基板30绝缘的发光二极管芯片32。发光二极管芯片31平放在基板30上，其中在发光二极管芯片31与基板30之间设有导电胶粘剂。在发光二极管芯片31的左边设有印制导线34，该印制导线通过绝缘件33与基板30分开。
铜基板的厚度为800μm，而发光二极管31的厚度为100μm。绝缘层33的厚度为75μm，导电胶粘剂35的厚度为10μm，印制导线34的厚度为35μm。
发光二极管芯片31在一侧具有阴极，而在另一侧具有阳极。
发光二极管芯片31位于下部的阳极与基板30连接，而位于上部的阳极具有压焊垫42，该压焊垫通过连接金属线40与印制导线34连接。因此，与基板相对的压焊垫与基板连接。铜基板与高的电位，即12V连接，而印制导线34与恒流电源连接。如果发光二极管芯片31的发光二极管应发光，就接通该恒流电源。然后，电流从汽车蓄电池的正极经过基板30、导电胶粘剂35、发光二极管芯片31、连接金属线40、印制导线34和恒流电源流向汽车蓄电池的接地端子。
在图3的右侧示出了基板30、绝缘件36、印制导线37、导电胶粘剂38和发光二极管芯片32的层顺序。此外，设有另一印制导线41。发光二极管芯片32的阳极位于下方并且通过导电胶粘剂38与印制导线37连接。发光二极管芯片32的阴极位于上方，具有通过连接金属线39与印制导线41连接的压焊垫42。发光二极管32由恒流电源经由印制导线37和41控制，以便相应地接通和断开该发光二极管32。
绝缘层36的厚度为75μm，印制导线37和41的厚度为35μm，导电胶粘剂38的厚度为10μm，以及发光二极管32的厚度为100μm。连接金属线40和41分别具有33μm的直径。
大部分大的发光二极管与发光二极管31一样直接设置在基板上，以便所述大的发光二极管不仅接收电流，而且也吸收和排出热量。铜是良好的热导体。通过将基板30设置在冷却体上可以排出热量。
总共在发光二极管装置上有136个发光二极管，这些发光二极管通过89条通道控制，以便产生不同的灯光分布。
板坯2基本上垂直于汽车纵轴装配。为了安装，基板被拧紧在冷却体上。然后将连接支架插接在基板的上部和下部。板坯被垂直地安装。通过插塞连接将电路板的印制导线与连接支架的印制导线连接。
在一种未在附图中示出的实施形式中，用于阴极和阳极的压焊垫均位于发光二极管芯片31的底侧上，由此，这些芯片不需要从上方压焊。
图4示出了图1所示的照明装置从斜上方看的视图。一些发光二极管部分地直接设置在基板30上，而其它发光二极管设置在置于基板上的绝缘件上。型板45用于限定发光面，该发光面通过投影透镜投射到交通空间中。
板坯的尺寸为66mm乘80mm，其中，发光二极管的最大延展为60mm乘14mm。
图5在俯视图中示出了大的、中等大小的和小的发光二极管之间的大小比较。在该俯视图中，发光二极管的形状呈正方形。大的发光二极管50的边长为980μm，并且具有两个接触点54。由六根印制导线55构成的栅格覆盖所述发光二极管50。
中等大小的发光二极管51的边长为580μm。发光二极管51在原来发光二极管的侧面具有接触点。发光二极管51由五条印制导线覆盖，所述印制导线也与接触点55电连接。
发光二极管52的边长为280μm。接触点5设置在发光二极管的中央，其它印制导线没有布置在发光二极管53的上侧。
图6在剖视图中示出了用于安装在汽车前面的前照灯。该前照灯1包括壳体63，在该壳体63中设有电路板10、两个插头58、冷却体56、两根电缆60、第一控制单元61和第二控制单元62。
电路板10例如通过螺栓连接或粘接以一侧放置在冷却体上。在电路板10的第二侧设置有发光二极管和印制导线(为清晰起见并未在图5中示出)。电路板10的印制导线59暴露在外并且通过插头58接触。此外，通过插头58使位于电路板10面朝冷却体一侧的基板与较高的电位，例如12V接触。插头通过电缆60分别与第一控制单元61和第二控制单元62连接。第一和第二控制单元也可以共同在一个或多个部件中实现。控制单元61和62控制分别由其控制的区域的发光二极管，使得发光二极管以希望的亮度发光。灯光由集成在壳体63中的透镜57集束并且投射到道路上或道路旁或之上的障碍物上。
附图标记清单
1前照灯
10电路板
12发光二极管区域
13发光二极管区域
14发光二极管排
15发光二极管排
16发光二极管
17发光二极管
18发光二极管排
19发光二极管排
20发光二极管排
21发光二极管排
22发光二极管区域
30基板
31第一发光二极管芯片
32第二发光二极管芯片
33绝缘层
34印制导线
35导电胶粘剂
36绝缘层
37印制导线
38导电胶粘剂
39连接金属线
40连接金属线
41绝缘件
42压焊垫
45型板
50发光二极管
51发光二极管
52发光二极管
54接触点
55印制导线
56冷却体
57透镜
58插头
59插头
60印制导线
61第一控制单元
62第二控制单元
63壳体

Claims (14)

1.一种汽车前照灯，具有以下特征：
-第一区域(11)的发光二极管，该第一区域的发光二极管由用于第一照明功能的第一控制单元(61)控制；
-第二区域(12)的发光二极管，该第二区域的发光二极管由用于第二照明功能的第二控制单元(62)控制；
-电路板(10)，该电路板(10)带有用于将所述第一区域(11)的发光二极管(31)和所述第二区域(12)的发光二极管(32)分别与所述第一和第二控制单元(61,62)中的一个相连接的印制导线(34、41)，其中，所述第一区域(11)和第二区域(12)的发光二极管共同安设在所述电路板(10)的一侧，其中，
所述电路板(10)具有导电的基板(30)并且所述第一区域(11)的发光二极管(31)分别通过至少一个连接端在中间没有绝缘层的情况下与所述基板电气连接，并且其中，在所述第二区域的发光二极管(32)与所述基板之间设有至少一个绝缘层(36)，用于绝缘所述第二区域(12)的发光二极管的连接端。
2.如权利要求1所述的汽车前照灯，其特征在于，所述基板(30)包含铜。
3.如权利要求1所述的汽车前照灯，其特征在于，所述控制单元(61、62)和所述印制导线通过插塞连接(58、59)相互电连接和机械连接。
4.如权利要求1至3之一所述的汽车前照灯，其特征在于，所述第一区域的发光二极管(31)的阳极(A)与所述基板(30)电连接，而所述第一区域的发光二极管的阴极(K)与分别一个控制电路连接。
5.如权利要求4所述的汽车前照灯，其特征在于，所述发光二极管具有用于接触所述发光二极管的所述连接端之一的压焊垫(42)并且连接金属线(39,40)被设计作为接触点和所述印制导线(34,41)之间的连接件。
6.如权利要求5所述的汽车前照灯，其特征在于，分别为所述第一区域的发光二极管(31)的第一连接端和第二连接端设置压焊垫，所述压焊垫布置在所述第一区域的发光二极管(31)与所述基板相对置的一侧上。
7.如权利要求1所述的汽车前照灯，其特征在于，至少一种照明功能是近光灯、远光灯、转向灯或标记灯。
8.如权利要求7所述的汽车前照灯，其特征在于，至少一种所述照明功能是用于标记出现在所述汽车前方的障碍物的标记灯。
9.如权利要求8所述的汽车前照灯，其特征在于，为标记出现在所述汽车前方的障碍物而发光的发光二极管以3至20HZ之间的频率f闪烁。
10.如权利要求7所述的汽车前照灯，其特征在于，至少一种所述照明功能提供照亮在所述汽车斜上方出现的障碍物的灯光。
11.如权利要求7所述的汽车前照灯，其特征在于，能通过所述控制单元(61、62)单独并且相互独立地调节所述第一和第二区域的各发光二极管的亮度。
12.如权利要求1所述的汽车前照灯，其特征在于，设有用于限定发光面并且产生明-暗边棱的型板。
13.如权利要求12所述的汽车前照灯，其特征在于，所述型板的厚度为至少300μm。
14.如权利要求1所述的汽车前照灯，其特征在于，所述基板设置在冷却体上。
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