CN103797298B - 具有用于机动车照明和/或信号的公共部分基准的光学模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的照明和/或信号指示装置的光学模块（1），包括能够产生光束的至少一个光源（2，7）至（9）、能够耗散热量的冷却装置（3）和用于聚焦光束的装置（4），其特征在于所述聚焦装置（4）直接地由冷却装置（3）承载。

Description

具有用于机动车照明和/或信号的公共部分基准的光学模块
技术领域
本发明的技术领域是光学模块，旨在产生光束以照亮由承载该光学模块的车辆所行驶的道路。这样的光学模块特别地适用于安装在用于机动车辆的照明和/或信号指示装置内部时的情况。
背景技术
在实践中已知通过聚焦由光源发射的光线而在机动车辆上产生灯的功能。用于聚焦这些光线的光学部件一般地安装在例如氙灯等光源和包围容纳这个组件的前照灯的外透镜之间。
这样的光学部件是各向同性的和透明的元件，其具有至少一个不平坦的表面，从而使光会聚或发散。
在机动车照明区段，已知在实际中还使用发光二极管类型光源。这种类型光源伴随用于接通或断开光源的装置，并且这两个元件发出热量，冷却装置负责将该热量消散到周围环境。
通过在光学部件和该组件之间插入保持一定距离的部件，现有技术的光学部件安装有由发光二极管及其冷却装置构成的组件。这通常是塑料支撑，塑料支撑的一侧固定到光学部件的周边，并且另一侧固定到由发光二极管及其冷却装置构成的组件。
这种支撑的存在包括许多缺点。首先，这种支撑形成必须加以设计、制造和安装的部分。这个部分因此代表成本，这对照明功能的整体成本造成影响。
另一个缺点在于如下事实：这种支撑处在上述组件和光学部件之间的不同的和中间的部分。因为后者必须根据相对于组件的精确方向安装，那么一方面需要非常准确地管理连接这些部件的累积链，并且另一方面需要保证这个中间支撑的最小的制造公差。
因此，本发明的目的是解决主要通过以上直接参照冷却装置上的光学部件说明的缺陷。
发明内容
因此，本发明的主题是一种用于车辆的照明和/或信号指示装置的光学模块，包括能够产生光束的至少一个光源、一个能够散热的冷却装置和用于聚焦光束的一个装置，其特征在于聚焦装置由冷却装置直接承载。
聚焦装置的功能是会聚由光源发射的光线，以将它们朝向待点亮的道路的区域引导。这种聚焦装置例如是透镜或甚至多个透镜。
根据本发明的第一特征，冷却装置包括用于吸收热量的至少一个第一部分和至少一个第二部分，所述第二部分从所述第一部分衍生（也就是说从中产生），并且聚焦装置搁置在所述第二部分上。
根据本发明的第二特征，第二部分包括空腔，聚焦装置的突起容纳在所述空腔中，所述突起由至少两个壁界定，所述至少两个壁的形状与用于界定空腔的至少两个面互补。
根据本发明的另一个特征，该模块包括至少一个收集器或包括多个收集器的收集器元件，所述能够将由光源发射的光束至少朝向聚焦装置反射。
根据本发明的又一特征，紧固装置被设置用于将聚焦装置固定连接到冷却装置。
根据本发明的又一个特征，紧固装置是接合在聚焦装置和冷却装置两者上的钩钉。
根据本发明的一个变形，紧固装置用于将聚焦装置固定地连接到冷却装置，所述紧固装置由与收集器相同的材料制成。
优选地，收集器被至少一个固定连接元件固定地连接到冷却装置，所述固定连接元件被布置以将突起按压入空腔。
还有利地，紧固装置由弧形部件形成，所述弧形部件具有与聚焦装置的外缘接触的至少一个侧翼。
根据光学模块的一个特征，紧固装置包括至少一个可变形元件。
根据本发明的光学模块包括直接地与冷却装置接触的至少一个印刷电路板，所述印刷电路板容纳所述光源。
该模块还包括直接与冷却装置接触的至少一个折叠单元。
本发明还涉及一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置，包括至少一个根据前述权利要求中的任何一项的光学模块。
这样的装置布置为参与机动车辆代码功能的产生。
根据本发明的一个主要优点在于，消除在光学模块中意图用在机动车辆上的部分。由根据本发明的光学模块实现的照明功能的成本可以因此降低。
另一个优点在于，这样的模块的组件的可靠性提高。在实践中，光源和聚焦装置之间的累积链减少，其增加了根据本发明的模块的精确度和可靠性的水平。
附图说明
通过阅读下面给出的以示例的方式参照附图的描述，本发明的其它特征、细节和优点将变得更加清楚，其中：
-图1是根据本发明的光学模块的透视图，
-图2是示出了冷却装置和聚焦装置之间的关系的细节和侧视图，
-图3是示出了冷却装置和聚焦装置之间的中央连接点的局部平面图，
-图4是构成本发明的紧固装置的细节和透视图，
-图5是紧固装置的透视图，
-图6是图1中表示的光学模块的分解图，
-图7是根据第一变形实施例的光学模块的部件的透视图，
-图8是光学模块的第一变形的透视图，
-图9是根据第二变形实施例的光学模块的部件的透视图，
-图10是光学模块的第二变形的透视图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的光学模块1。这种光学模块的期望包含在机动车辆的头灯或前照灯。这种光学模块1的功能是产生至少一条光束并且将该光束投射到车辆行驶的道路上。这种光学模块参与代码类型的光束或者道路类型光束的产生，在下面的描述中限于代码类型的光束的示例。
该光学模块1包括至少一个光源2，其形成产生光束的光线的元件。由于这个光源2释放热量，光学模块1还包括冷却装置3，所述冷却装置3负责吸收至少由光源2产生的热量并且将该热量散失到光学模块1周围的空气中。该冷却装置3特别地由铝合金制成的散热器或耗散器形成。
光学模块1还包括聚焦装置4，其作用是会聚由光源发射的光线以将光线引导朝向待照亮道路的区域。例如，这种聚焦装置4是透镜5或甚至是多个透镜5和6。
根据本发明，聚焦装置4直接由冷却装置3承载。据此将理解，聚焦装置与冷却装置物理接触，不与除了将在下面详述的紧固装置以外的中间部件或元件物理接触。
根据在该图中所示的示例性实施例，光学模块1可以在其包括多个光源2，7，8和9（特别是四个光源）时得到改善。于是，该光学模块1能够投射第一光束和第二光束。根据示例性实施例，第一光束表现（在以与模块的光轴成直角的屏幕上的投影中）平坦的裁剪线（trim）以便实现照明装置的代码功能。然后，第二光束可以形成道路类型的光束。代替地，第二光束可以形成（在以与模块的光轴成直角的屏幕上的投影中）裁剪线，所述裁剪线包括两个分支，在两个分支之间形成对应于代码类型光束的非零角度。
根据示例性实施例，第一光束通过一对第一光源2和7产生，而第二光束通过标记为8和9的一对第二光源产生。
冷却装置3包括用来吸收尤其是由一个光源或多个光源2，7到9产生的热的第一部分10。这个第一部分10容纳印刷电路板11，印刷电路板11置于第一部分的顶面上。这个印刷电路板11承载至少一个光源，并且有利地承载全部四个光源。
冷却装置3包括至少一个第二部分12，第二部分12从第一部分10形成并且由与第一部分10相同的材料构成。在图1的示例中，冷却装置3包括第二部分12，第二部分12例如采用分别形成在第一部分10的一端的第一臂12a和第二臂12b的形式。
第二部分12是突起，聚焦装置4被放置在所述突起上。
但应注意的是，在图1的示例中，一个光源或多个光源2和7至9例如是单芯片型或者甚至多芯片型的发光二极管。
印刷电路板11还承载电子部件，其中一些部件专用于接通或断开一个或更多个光源2，7至9。这些部件还是热量发生器，并且印刷电路板11和冷却装置3的第一部分10之间的接触能够将热量消散到光学模块1周围的空气中。
根据本发明的光学模块1还包括至少一个折叠单元13a，其作用是阻止光束在水平轴线上方延伸的部分。当根据本发明的光学模块参与机动车辆的代码功能的产生时，采用这种折叠单元13a。通过作为折叠单元13a的一部分的修剪边缘14来实现对光束的这种阻挡，或者称为修剪。
在图1的示例中，光学模块包括两个折叠单元13a和13b，其中，标记为13a的第一折叠单元专用于第一对光源2和7，而标记为13b的第二折叠单元专用于第二对光源8和9。
根据本发明的光学模块1还可以包括至少一个收集器14a，收集器14a能够将由光源2发射的光束至少朝向聚焦装置4反射。这种收集器14a是覆盖该光源2的成圆顶形式的部分。这个收集器14a具有内表面15，内表面15是反射性的，以便将最大光线朝向聚焦装置4反射。
在图1的示例中，光学模块包括多个收集器，特别是组合以形成收集器元件42的三个收集器14a，14b和14c。第一收集器14a覆盖第一光源2，第二收集器14b覆盖第二光源7且第三收集器14c覆盖由第三和第四光源8和9形成的一对光源。为此，第三收集器14c具有具备双曲率半径的截面。
聚焦装置4通过物理接触连接到冷却装置3的第二部分12。聚焦装置4通过紧固装置16被固定地连接到第一臂12a和第二臂12b，将利用下面的附图进行详细讨论。
图2以详细方式示出，其中聚焦装置4与冷却装置3相互配合。图2示出第一臂12a，在第一臂12a的端部处形成空腔17。空腔17由第一面18和第二面19限定。该第一面18在与经过第二面19的平面形成锐角的平面中延伸。这样的构成能够形成“V”形空腔17。
聚焦装置4在水平轴线上包括两个端部。其中至少一个端部并且有利地是两个端部包括从该端部沿水平轴线形成的突起20。这个突起20具有与腔体17的形状互补的形状（尤其是截面）。因此，该突起20被容纳在腔17中，这使其能够确保这两个部分之间的第一机械固定。
突起20由第一壁21和第二壁56限定。这个第一壁20在与经过第二壁56的平面成锐角的平面中延伸。而且，第一壁21延伸所在的平面大致平行于、平行于第一面18延伸所在的平面。第二壁56延伸所在的平面也是大致平行于或平行于第二面19延伸所在的平面。
在冷却装置3和聚焦装置4之间的机械连接通过加入在图3中所示的连杆点22而加强。作为示例，这种连接点22形成在作为聚焦装置4的部分的第一透镜5和第二透镜6之间。连接点22包括壳体23，壳体23具有“U”形截面。该壳体23由与冷却装置3的材料相同的材料制成的块24形成。在聚焦装置4的一侧上，聚焦装置4包括由与聚焦装置4的材料相同的材料制成的指状物25，特别是从其模制形成。当指状物25穿入壳体23（例如通过压配合穿入壳体23）时形成连接。
这种连接点22保证聚焦装置4相对于冷却装置3纵向对中。
图4是在冷却装置3和聚焦装置4之间进行的机械连接的细节的透视图。突起20从外缘26形成，外缘26是第一透镜5的边缘并且容纳在形成在端部处的空腔17中，并且具有第一臂12a的厚度。
紧固装置16总共实现三项功能。其第一项功能是将突起20固定在腔体17中。因此避免使聚焦装置从冷却装置脱离的任何运动和任何可能性。其第二项功能在于吸收冷却装置或聚焦装置的尺寸公差。第三项功能在于固有弹性，这使得紧固装置16能够允许在一定程度上膨胀，特别是由于热产生的膨胀。
突起20由顶面限定。凸部27从顶面突出，凸部27与形成在紧固装置16的端部处的孔28配合。该孔28与该凸部27形成用于紧固装置16的锁定装置。
在紧固装置16的另一端处设置肩部36，肩部36与第一臂12a配合，紧固装置16的自由端接触第一臂12a的底部边缘和侧面。
根据实际的示例性实施例，紧固装置16是接合在聚焦装置4和冷却装置两者上的钩钉。
最终注意到，根据该第一变形实施例的紧固装置16是可独立于其它部件移动的，该紧固装置由与光学模块1的其它部件分开的并且不同的部分形成。
图5示出该紧固装置16的结构。紧固装置16具有用于吸收冷却装置和/或聚焦装置的尺寸公差的功能。紧固装置16还具有使其能够吸收由热损失导致的这些部件的膨胀的功能。
紧固装置16因此由卡子（即金属条带）形成。该紧固装置包括至少一个以三个弯折31，32和33的形式产生的可变形元件30。这三个弯折在其长度上赋予紧固装置以弹性。
紧固装置的第一端由以直角弯折的平坦部34终止，并且形成穿过平坦部34的孔28。第二端包括紧接着肩部36的“V”形弯折35。
图6显示符合第一实施例的光学模块1的示例实施例的示例性的不同部件。冷却装置3形成这些部件被被紧固所在的公共支撑。如上面所解释的，聚焦装置4置于冷却装置的第二部分12上，并且由紧固装置16直接保持在第二部分12上，在这里，紧固装置16由两个钩钉构成。第二部分12因此包括至少第一臂12a和第二臂12b。
冷却装置3的第一部分10包括印刷电路板11螺纹连接所在的多个第一对中装置37。因为光源2，7至9有利地是在同一个表面上安装在印刷电路板11上，所以这些对中装置保证印刷电路板11相对于冷却装置3的定位。第一对中装置37与冷却装置3模制成形。第一对中装置37与穿过印刷电路板11形成的孔38配合。
从前面的段落应当理解，冷却装置用作用于光源的机械基准，特别地通过与冷却装置直接接触的印刷电路板来实现。
第一部分10还包括一系列的第二对中装置39，第二对中装置39确保折叠单元13a或13b的定位，折叠单元13a或13b被结合以便形成标记为40的仅一个部件。该部件40的功能是产生代码光束的修剪，该部件40包括第二对中装置39所穿入的孔41。还将在这里理解的是，冷却装置形成用于折叠单元形成部件40的机械基准，折叠单元直接接触冷却装置或承载在冷却装置上。
印刷电路板11和折叠单元形成部件40被插在冷却装置3和收集器元件42之间，其将至少两个收集器14a和14b结合在一个部件中。在此示例性实施例中，收集器元件42包括在图1中详细说明的三个收集器14a，14b和14c。该收集器元件42是由模制塑料制成的部件，其内部面15包括铝化层，该铝化层使其能够反射由光源发出的光线。
通过固定连接元件43确保收集器元件42确定地紧固在冷却装置3上。有利地，该固定连接元件43还确保印刷电路板11和/或折叠单元形成部件40的确定的紧固。根据这个示例，该固定连接元件由至少一个螺钉44形成，所述螺钉44装配入形成在冷却装置3中的对应的螺纹孔45中。
图7表示根据本发明的第二变形的至少一个收集器14a和一个紧固装置16。至于图6中，多个收集器14a，14b和14c结合在由收集器元件42形成的一部件中，但是显然地，下面的描述覆盖包括单个收集器的最小组合。
与本发明的第一变形不同，紧固装置不是通过独立的和不同的部件设置。这个紧固装置在这里形成收集器元件42的组成部分。这个紧固装置16因而通过由与收集器元件42的材料相同的材料制成的至少一个第一分支46和一个第二分支47形成。这两个分支在模块的光轴方向上延伸并且分别具有与构成冷却装置的第二部分的第一臂、第二臂互补的形式。
现在参考图8。紧固装置16在这里具体地包括可变形元件30，转移给该可变形装置的功能与关于第一变形实施例的说明是相同的。这个可变形元件30在于第一和第二分支46和47的构成材料的弹性。在实践中，用于制造收集器元件的塑料材料被选择以从能吸收公差偏差和膨胀的弹性中受益。
代替地或另外地，这种弹性可以通过分支的特定形式产生，特别是其厚度。
该图还显示第一分支46和第二分支47的包括钩48的自由端，钩48的斜面49包围在冷却装置3的腔17中的聚焦装置4的突起20。
此外，紧固装置16被使用固定连接元件43压装在冷却装置3的第二部分12上。为此，第一分支46和/或第二支路47包括孔，固定连接元件43穿过该孔，固定连接元件43被装配入形成在第一臂12a和/或第二臂12b的螺纹孔中。
图9示出根据本发明的第三变形的至少一个收集器14a和一个紧固装置16。对于在前附图，多个收集器14a，14b和14c结合在由收集器元件42形成的单个部件中，但是很明显，下面的描述覆盖包括单个收集器的最小的组合。
对于本发明的第二变形，所述紧固装置形成收集器元件42的组成部分。该紧固装置16在这里由弧形部件50形成。
这样的弧形部件50具有大致“U”形。第一翼51形成“U”形的底部并且这个第一翼51通过至少一个第二翼52和一个第三翼53连接到收集器元件42，取决于收集器14a，14b和14c的延伸的方向，每个翼定位在收集器元件42的一个端部处。
弧形部件50可以有利地包括中间翼54，中间翼54在两个收集器14b和14c之间的点处将第一翼51连接到收集器元件42的其余部分。
至于第二变形，收集器元件42、第一翼51、第二翼52、第三翼53以及可能的中间翼54，形成同一部件，特别是从同一模制步骤中获得的同一部件。
在图10中，第一翼51由遵循两个曲率半径的平坦部形成，每个曲率半径与第一透镜5和第二透镜6遵循的曲率半径大致相同。
如下，聚焦装置4固定连接到冷却装置3。配置有弧形部件50的收集器元件42被安装在印刷电路板11上和折叠单元形成部件40上。第一翼51然后承载在聚焦装置4的外缘55上或者与聚焦装置4的外缘55接触，从而施加将突起20按压入其空腔17的力。固定连接装置43（特别地是螺钉44）的安装确定地将聚焦装置4固定在冷却装置3上。
当根据本发明的光学模块1由其构成时，紧固装置16的可变形元件30在这里由第一翼52、第二翼53和可能地中间翼54的确定的弹性实现。
一个或更多个光学模块1可以包含在安装在机动车辆上的照明和/或信号指示装置中。它可以特别参与代码类型光束的产生，即具有平的修剪线或根据非零度角度（例如8°和15°之间）倾斜的修剪线。

Claims (11)

1.一种用于车辆的照明和/或信号指示装置的光学模块(1)，包括能够产生光束的至少一个光源(2，7至9)、能够耗散热量的一个冷却装置(3)和一个用于聚焦光束的装置(4)，其特征在于，所述聚焦装置(4)直接地由冷却装置(3)承载；
其中冷却装置(3)包括至少一个第一部分(10)和至少一个第二部分(12)，所述第一部分(10)用于吸收热量，所述第二部分(12)从所述第一部分(10)形成，并且聚焦装置(4)设置在所述第二部分(12)上；
其中第二部分(12)包括空腔(17)，聚焦装置(4)的突起(20)容纳在所述空腔(17)中，所述突起(20)由至少两个壁(21，56)限定，两个壁(21，56)的形状与限定空腔(17)的至少两个面(18，19)互补，
所述光学模块包括折叠器，所述折叠器用于阻止光束在水平轴线上方延伸的部分。
2.根据权利要求1所述的光学模块，包括至少一个收集器(14a，14b，14c，42)，所述收集器(14a，14b，14c，42)能够将由光源(2，7至9)发射的光束至少朝向聚焦装置(4)反射。
3.根据权利要求1或2所述的光学模块，其中紧固装置(16)被设置用于将聚焦装置(4)固定连接到冷却装置(3)。
4.根据权利要求3所述的光学模块，其中紧固装置(16)是接合在聚焦装置(4)和冷却装置(3)两者上的钩钉。
5.根据权利要求2所述的光学模块，其中紧固装置(16)被设置用于将聚焦装置(4)固定地连接到冷却装置(3)，所述紧固装置(16)由与收集器(14a，14b，14c，42)的材料相同的材料制成。
6.根据权利要求5所述的光学模块，其中收集器(14a，14b，14c，42)被至少一个固定连接元件(43)固定地连接到冷却装置(3)，所述固定连接元件(43)被布置以将突起(20)按压入空腔(17)。
7.根据权利要求3所述的光学模块，其中紧固装置(16)包括至少一个可变形元件(30)。
8.根据权利要求1或2所述的光学模块，包括直接地与冷却装置(3)接触的至少一个印刷电路板(11)，所述印刷电路板(11)容纳所述光源(2，7至9)。
9.根据权利要求1或2所述的光学模块，其中所述折叠器(13a，13b，40)直接地与冷却装置(3)接触。
10.根据权利要求1或2所述的光学模块，其中聚焦装置是一个透镜或多个透镜。
11.一种用于机动车辆的照明和/或信号指示装置，包括至少一个根据前述权利要求中任何一项的光学模块(1)。
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