CN104254461B - 能够光学调整的光模块 - Google Patents

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Abstract

一种诸如汽车的日间行车灯之类的能够光学调整的光模块(10)，其包括壳体(12)。至少一个光源(14)能够围绕旋转轴线旋转并具有光轴(16)，所述光源(14)设置在所述壳体(12)的内部中。方向调整器(30)设置于所述壳体(12)的外部。所述壳体(12)被密封住以防潮。所述方向调整器(30)的运动使所述光源(14)围绕所述旋转轴线旋转并调整所述光轴(16)的位置。

Description

能够光学调整的光模块
技术领域
本公开涉及一种能够光学调整的光模块，并且特别涉及一种用于汽车的能够光学调整的LED光模块。
背景技术
汽车包括多种光源，所述光源提供外部照明或提高该车辆对于其余事物的能见度。这些光源可包括若干照明功能，除了其它光源之外，还有日间行车灯(DRL)。DRL专门提供了在日间用以警告迎面而来的驾驶员的光源，从而提高了轿车醒目程度。通常，DRL随着轿车运行而被启动并在启动其它前部照明功能时被停用/变暗为定位光源。那些光源均可被结合在新型轿车中，但仍需要将它们安装在现有轿车上。
在汽车中使用的DRL光模块可具有诸如LED之类的多种光源。所述光源以满足与轿车纵向轴线相关的总体投影光要求的方式设置/指向。这通过下列方法来确保：限定用于该模块的光轴，确保与该光轴相关的投影光要求，并在安装期间将该光轴设定成与轿车轴线平行。
应该附接DRL模块的轿车前部(car front)在形状和与该光轴所成的角度方面是不同的。因此，将DRL模块附接至现有轿车会是困难的，这是因为当前的DRL模块设计特征预先设定光轴—模块轴线角度。因此，对于不同的轿车前部形状，需要不同的与光模块角度相关的设计。
本公开的DRL光模块解决了该问题，在于它可适于具有不同形状的现有轿车前部，该光轴被调整成与轿车轴线平行。
发明内容
一般而言，本公开的第一方面以一种包括壳体的能够光学调整的光模块为特征。至少一个光源能够围绕旋转轴线旋转并具有光轴，所述光源设置在所述壳体的内部中。方向调整器设置于所述壳体的外部。所述壳体的内部被密封住以防潮。所述方向调整器的运动使所述光源围绕所述旋转轴线旋转并调整所述光轴的位置。
参照该第一方面的具体特征，所述光源可包括发光二极管。所述光源可包括反射镜和/或透镜系统(还称之为辅助光学部件)和发光二极管，所述发光二极管被设置成使得来自所述发光二极管的光被所述反射镜和/或透镜系统反射。所述光模块可被构造成并被设置成安装于汽车，并且特别地可以是用于所述汽车的日间行车灯。印刷电路板中的每一个都可连接至所述本体中的一个。所述发光二极管可电气连接至所述印刷电路板中的一个。导热材料可设置在所述印刷电路板中的每一个与所述本体中的每一个之间。所述方向调整器可包括对齐标记，其中，所述方向调整器被设置成并被布置成使得所述对齐标记与所述光轴对齐。
参照本公开的第一方面的其它附加特征，所述光模块可包括至少两个所述光源。至少两个本体设置在所述壳体中。每一个光源连接至所述本体中的一个。紧固件中的每一个将所述本体中的一个沿所述旋转轴线连接至所述壳体。臂部将所述本体连接在一起。所述臂部可包括纵向间隔开的套环，所述套环中的每一个接合本体的销。所述方向调整器的运动使所述本体中的第一本体旋转，所述旋转经由所述臂部的运动使所述本体中的第二本体旋转，使得所述第一本体的所述光源的光轴与所述第二本体的所述光源的光轴同时并平行地移动。此外，所述方向调整器可以与所述光源成固定关系旋转；例如，所述方向调整器可直接接合所述第一本体以便以与所述第一本体成固定关系旋转。导热材料可设置在所述本体中的每一个与所述壳体之间。传热翅片可设置成与壳体热连通，例如形成为所述壳体的一部分。每一个本体和壳体均可由导热材料制成。在下面具体实施方式部分中讨论的详细特征中的任一个可以任一组合用在该第一方面中。
本公开的第二方面以一种能够光学调整的光模块为特征，所述光模块包括至少两个光源，所述至少两个光源中的每一个都具有光轴。存在至少两个本体，所述至少两个本体中的每一个都能够围绕旋转轴线旋转。每一个光源都连接至所述本体中的一个。臂部将所述本体连接在一起。壳体在其内部中接收所述光源、所述本体、和所述臂部。紧固件中的每一个将所述本体中的一个沿所述旋转轴线连接至所述壳体。方向调整器设置于所述壳体的外部。所述壳体的内部被密封住以防潮。所述方向调整器的运动使所述本体中的第一本体旋转，所述旋转经由所述臂部的运动使所述本体中的第二本体旋转，使得所述第一本体的所述光源的所述光轴与所述第二本体的所述光源的所述光轴同时地并与所述第二本体的所述光源的所述光轴平行且与纵向基准轴线(例如，汽车的纵向轴线)平行地移动。
参照本公开的第二方面的具体特征，结合该第一方面描述的具体特征中的任一个可以任一组合用在该第二方面中。所述方向调整器可包括竖向延伸的杆部，所述杆部接合所述第一本体，包括由所述壳体支承在所述方向调整器与所述第一本体之间的垫圈，所述垫圈围绕所述竖向延伸的杆部设置。
参照本公开的第三方面，一种能够光学调整的光模块包括至少两个发光二极管，所述至少两个发光二极管中的每一个都具有光轴。至少两个本体设置在所述壳体中，所述本体中的每一个能够围绕旋转轴线旋转。印刷电路板中的每一个连接至所述本体中的一个。每一个发光二极管都电气连接至所述印刷电路板中的一个。臂部将所述本体连接在一起。壳体在其内部中接收所述发光二极管、所述印刷电路板、所述本体、和所述臂部。紧固件中的每一个将所述本体中的一个沿所述旋转轴线连接至所述壳体。方向调整器设置于所述壳体的外部。所述方向调整器直接接合所述本体中的第一本体，以便以与所述第一本体成固定关系旋转。所述壳体的内部被密封住以防潮。所述方向调整器的运动使所述第一本体旋转，所述旋转经由所述臂部的运动使所述本体中的第二本体旋转，使得所述第一本体的所述发光二极管的所述光轴与所述第二本体的所述光源的所述光轴同时地并与所述第二本体的所述发光二极管的所述光轴平行且与纵向基准轴线平行地移动。
参照本公开的第三方面的具体特征，结合第一或第二方面描述的具体特征中的任一个均可以任一组合用在该第三方面中。特别地，透光(例如，透明)盖罩可连接于壳体的前部。
通过随后的附图以及具体实施方式部分将获得本发明的许多附加特征、优点和对其更为充分的理解。应该明白的是，对本发明进行的上述简短说明从广义上描述了本发明，而随后的具体实施方式部分更为详细地描述了本发明并且呈现出了具体实施方式，所述具体实施方式不应被解释为是对于如在权利要求书中所限定的广义发明的必要限制。
附图说明
图1是根据本公开制成的光模块的透视图；
图2和图3是图1的光模块的分解透视图；
图4和图5是被从光模块的壳体上移除、分别设置在第一位置中和第二旋转位置中的连接光源的本体的俯视平面图，贯穿这两个位置，光轴被保持成彼此平行；
图6是图1的光模块的俯视平面图；
图7是如从图6中的剖切面7-7看到的截面图；
图8是如从图6中的剖切面8-8看到的截面图；和
图9是本体、臂部和方向调整器的后视透视图。
具体实施方式
能够光学调整的光模块10包括壳体12和至少两个光源(例如，包括发光二极管14)，所述至少两个光源中的每一个都具有总以16示出(图3)的光轴，所述至少两个光源设置在壳体的内部18中。尽管该部分以至少两个光源进行说明，但应该了解的是，该光模块可仅包括单个光源(例如，一个LED 14)。至少两个本体20设置在壳体的内部中，本体中的每一个均可围绕旋转轴线R旋转。在图中，三个本体20被示出为包括中央本体20b和两个外部本体20a、20c。本体20功能为支承发光二极管14并使得所述发光二极管14能够旋转。本体20还起到散热器(heat sink)的作用，以使得从发光二极管(LED)14产生的热量消散至壳体12。壳体12同样通过壳体的翅片22来消散热量。本体20由诸如铝之类的导热材料制成。印刷电路板(PCB)24中的每一个都连接至本体20中的一个。每个发光二极管14电气连接至印刷电路板24中的一个。臂部26将本体20连接在一起。壳体12在其内部18中接收发光二极管14、印刷电路板24、本体20和臂部26。壳体的内部18被密封住以防潮。螺纹紧固件28中的每一个将本体20中的一个沿旋转轴线R连接至壳体12。方向调整器30设置于壳体12的外部32。方向调整器30直接接合本体20中的一个(例如，中央本体20b)以便以与该中央本体成固定关系的方式旋转。方向调整器30的运动使中央本体20b旋转，所述旋转又经由臂部26的运动使外部本体20a、20c旋转，使得该中央本体20b的发光二极管14的光轴16与外部本体20a、20c的发光二极管14的光轴16同时并平行地移动，直到所有光轴均被移动成与汽车的纵向基准轴线L(图5)平行为止。
光源可包括反射镜和/或透镜系统34(也被称之为辅助光学部件)。发光二极管14定位成使得来自发光二极管的光被反射镜和/或透镜系统34反射。
每一个PCB 24都连接至本体20中的一个。每一个发光二极管14例如通过焊接电气连接至PCB 24中的一个。术语印刷电路板可指的是刚性覆金属印刷电路板、刚性聚合物印刷电路板、柔性覆金属印刷电路膜、和柔性聚合物印刷电路膜中的任一种。这些PCB变型中的任一种均可利用螺纹紧固件、油脂、压敏粘合剂(例如胶带)、或固化粘合剂(例如环氧树脂)中的任何一种或多种固定至本体。PCB 24与本体20之间的界面、即油脂或粘合剂优选地具有良好的导热特性、用于使LED中的热量有效地消散至散热器本体的低热接触阻力、和用于使PCB与散热器本体电气绝缘的高电气接触阻力。如图1中所示的导热垫片36可设置在PCB 24与本体20之间。
本体20中的每一个均包括平坦的正面38，在所述平坦的正面38中包括螺纹开口(tapped opening)40。螺纹紧固件41通过垫片36的开口44延伸到PCB 24中的开口42中，并螺纹连接到本体的内螺纹开口40中，以便将PCB 24和垫片36固定至本体20。本体20的基底部分46(图3中仅标记出其中的一个)接收杯状的辅助光学元件(反射镜和/或透镜34)。该辅助光学部件34覆盖住LED 14并可例如利用紧固至该辅助光学部件的压敏粘合剂和/或利用胶合剂在LED 14的上方紧固至PCB 24。支架48形成于本体20的后部并且包括稍后将对其进行讨论的突出销(raised pin)50。螺纹竖向接口52形成在每一个本体20的下部部分中。每一个这样的开口都与壳体12中的开口54对齐。沿该旋转轴线R延伸的紧固件28中的每一个穿过壳体12中的开口54并螺纹连接至本体的下部部分、开口52内。在每一个紧固件28与壳体12之间存在垫圈，所述垫圈可以是与该紧固件一体形成的垫圈。例如，每一个紧固件可包括下列垫圈，所述垫圈包括金属外环部分和内部聚合物垫圈部分。另一方面，可使用单独的聚合物垫圈56。下部紧固件28和它们的垫圈56将壳体12的底部密封住以防潮。
方向调整器30可直接接合例如中央本体20b，以便以与该中央本体成固定关系的方式旋转。方向调整器30可包括水平延伸的刻度盘部分58。方向调整器30的竖向延伸的杆部60接合中央本体20b的圆形座部62。杆部60大致呈圆柱形并且具有上部大直径部分64和下部小直径部分66(图9)。小直径部分66包括凹处68，所述凹处68接合形成在本体20的座部62上的止动构件70，从而防止方向调整器30与本体20之间的相对旋转。杆部60包括贯穿的竖向开口72，所述竖向开口72与本体20的上部部分中的竖向开口74对齐。本体20中的开口74可被攻丝(tapped)出内螺纹，以接合保持在方向调整器30的杆部60中的紧固件76的螺纹。紧固件76的头部78可被保持在方向调整器30的上表面中的埋头孔80中。聚合物垫圈77防止水沿着螺纹移动到该单元中。将会了解的是，本体20a、20b、20c中的每一个均可具有相同的结构特征(例如，座部62、止动构件70和开口74)，使得方向调整器30可接合本体中的任何一个的上部部分以便直接控制那个本体的旋转。有利地，一种类型的本体仅需要利用一种模铸工具制成。方向调整器30可包括对齐标记82，其中，该方向调整器被设置成并被布置成使得该对齐标记与所有的LED 14的光轴16对齐。
臂部26将所有的本体20连接在一起，使得本体中的一个的旋转使所有的本体旋转相同的程度。每一个本体20的后部的销50接合形成在臂部26上的套环84。对于沿臂部的纵向轴线彼此间隔开的每一个销，均存在一个套环。两个套环84a、84c(图3)设置于臂部26的两端并且套环84b设置于该臂部的中央部分处。当该臂部移动以使本体旋转时，销50可在该臂部的套环84中旋转。由于每一个本体20均被限制成围绕旋转轴线R旋转并且本体20在本体的相同后部位置处都固定至臂部26，因此臂部26的左右运动使本体中的每一个旋转相同的程度，从而将全部的光轴16在该臂部的整个运动范围内均保持成彼此平行。臂部26大致呈U形并包括前部直立部分86和后部直立部分88，在它们之间形成通道90。在臂部的位于中央套环84b附近的前部直立部分之间存在中央间隙92，并且在臂部的任一端上的前部直立部分中存在空间94。LED 14被用导线并联或串联在一起。出于清楚地目的，如仅在图4中所见，电线95从PCB 24通过形成在辅助光学部件34中的上部开口96延伸到前部直立部分86中的间隙92或空间94中并且沿臂部26的前部直立部分86与后部直立部分88之间的通道90纵向延伸到壳体(未示出)中的开口之外。通过该结构，电线95不能被从该模块的前部看到并且在臂部运动和本体旋转时被防止扭结(kinking)。
壳体12包括位于本体中的一个的上方的开口98(图2和图8)，如在附图中所示，开口98位于例如中央本体20b的上方。聚合物垫圈100被支承在壳体的开口98中、处于方向调整器30与中央本体20b之间，该垫圈围绕杆部60的上部部分设置。垫圈100被支承在壳体的座部102中。垫圈100包括下部凸缘104，该下部凸缘104延伸超出壳体中的开口98的最小直径部分。该垫圈包括处于下端处的切口106，所述切口106使得凸缘能够变形以抵靠壳体的内表面108通过开口98装配就位。
导热材料(例如，垫片110)可被设置在本体20中的每一个与壳体12之间。该壳体可由诸如铝之类的导热材料形成。
围绕壳体12的前部的周边的是接收垫圈114的凹处112。可选择的装饰环116可出于美学的目的围绕壳体的前部外侧延伸。透明的塑料或玻璃盖罩118可接合该装饰环的内侧并覆盖住壳体的前部开口120且包括螺纹突起122。壳体12还包括突起124，所述突起124与盖罩的螺纹突起122对齐。螺纹紧固件126从壳体的后部通过壳体的突起124延伸到盖罩的螺纹突起124中以将盖罩118固定至壳体12。通过将紧固件拧紧在垫圈114上而向盖罩施力将壳体的前部密封住以防潮。还可使用将盖罩紧固至壳体的其它方法，例如卡扣配合或还有可既(不利用螺钉)支承又密封住该塑料盖罩的一次粘合剂。该盖罩和装饰环可被制成单个部件。
辅助光学部件可仅包括反射镜、仅包括透镜、或者包括反射镜和透镜。图2和图3仅示出了透镜。市场上可买到的透镜是如所示可成整块利用的塑性复合材料。带有其相关联的PCB 24的LED 14、与反射镜和/或透镜系统34形成了光源或灯。LED 14在辅助光学部件34内是居中的。驾驶员电子设备(未示出)与从PCB延伸的导线电气接触。LED被串联或并联连接。驾驶员电子设备可或者被结合到该模块中，或者是外部电子设备。当它们处于其中时，可能的位置可以是壳体的背面，以仍旧允许进行随后的光学对齐的方式设置。
当想要调整光模块10的LED 14的光轴16时，前部透光盖罩118可保持附接。下部螺钉28中的全部三个和一个上部螺钉76被略微旋松。随后，使该方向调整器30向左或向右旋转，从而使杆部60和连接至该杆部60的中央本体20b围绕旋转轴线R旋转。此时，上部螺钉76和下部螺钉28可保持在本体上的固定位置中或者它们可移动。它们是松动的，因此可移动或保持就位。由于臂部26将中央本体20b连接至外部本体20a、20c，因此中央本体20b围绕旋转轴线R的旋转致使臂部26使本体20a、20c同时围绕它们的旋转轴线旋转，并且光源的全部光轴16彼此平行且处于使方向调整器移动的方向中。即，随着臂部左右移动，处于本体20的后部部分处的销50相对于臂部26的套环84旋转，从而使本体20a、20c根据该方向调整器如何被旋转而围绕它们的旋转轴线左旋或右旋。方向调整器30上的标记82平行于光轴16对准。使标记82和光轴移动，直到它们平行于汽车轴线(汽车的在图5中可能被夸大的纵向轴线L)为止。当已作出该调整时，就将这三个螺钉28旋紧，从而将本体20(光源)固定就位并按需要固定住光轴16的位置。壳体的底部现在被密封住以防潮。同样旋紧上部螺钉76，从而在方向调整器30的周围提供密封，所述密封将壳体的顶部密封住以防潮。
上述光模块10被构造成并被设置成安装于汽车(例如，轿车、卡车或公交车)，特别是用于汽车的日间行车灯。该光模块以它可适用于多种轿车/卡车/公交车型号的方式设计。可将托架128(图1和图2)用于将光模块紧固至车辆并且可提供对于该光模块的竖向调整。紧固件被示出为用于将托架紧固至车辆。壳体可通过将紧固件(未示出)通过该托架的侧部中的开口插入到壳体的侧部中的开口中而被固定至托架。在本公开的光模块中可使用任何数量的光源。例如，存在至少两个光源，特别地存在三个光源，并且特别是存在四个或更多个光源。
本发明的许多修改和变型根据前述公开对于所属领域技术人员都将会是明显的。因此，将会明白的是，在所附权利要求的范围内，本发明可以不同于已经明确示出和描述的方式的其它方式实施。

Claims (18)

1.一种能够光学调整的光模块，包括：
至少两个光源，所述至少两个光源中的每一个都具有光轴；
至少两个本体，所述至少两个本体中的每个本体能够围绕固定的多个旋转轴线中的一个旋转，每一个所述光源都连接至所述本体中的一个；
臂部，所述臂部将所述本体连接在一起；
壳体，所述壳体在其内部中接收所述光源、所述本体、和所述臂部，所述固定的多个旋转轴线设置在所述壳体中；
紧固件，所述紧固件中的每一个将所述本体中的一个沿所述旋转轴线连接至所述壳体；以及
方向调整器，所述方向调整器设置于所述壳体的外部；
所述壳体的内部被密封住以防潮；
其中，所述方向调整器的运动使所述本体中的第一本体围绕所述多个旋转轴线中的一个水平地旋转，所述旋转经由所述臂部的运动使所述本体中的第二本体围绕所述多个旋转轴线中的一个水平地旋转，使得所述第一本体的所述光源的所述光轴与所述第二本体的所述光源的所述光轴同时并平行地移动，直到所述光轴与纵向基准轴线平行为止；
其中所述方向调整器(30)包括凹处(68)和贯穿所述方向调整器的竖向开口(72)，所述竖向开口(72)与位于所述本体中的竖向开孔(74)对齐以接收紧固构件(76)，所述凹处(68)接合所述本体上的止动构件(70)。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光源中的每一个都包括发光二极管。
3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述光源中的每一个都包括反射镜和/或透镜系统，并且所述发光二极管被定位成使得来自所述发光二极管的光被所述反射镜和/或透镜系统反射。
4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述方向调整器接合所述第一本体以便以与所述第一本体成固定关系旋转。
5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块被构造成并被设置成安装于汽车。
6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述光模块是用于所述汽车的日间行车灯。
7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，包括设置在所述本体中的每一个与所述壳体之间的导热材料。
8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，包括印刷电路板，所述印刷电路板中的每一个连接至所述本体中的一个，每一个所述光源包括电气连接至所述印刷电路板中的一个的发光二极管。
9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，包括设置在所述印刷电路板与所述本体之间的导热材料。
10.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述方向调整器包括对齐标记，所述方向调整器定位成并布置成使得所述对齐标记与全部所述光轴平行地排列。
11.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，包括设置成与所述壳体热连通的传热翅片。
12.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述方向调整器包括竖向延伸的杆部，所述杆部接合所述第一本体，包括由所述壳体支承在所述方向调整器与所述第一本体之间的垫圈，所述垫圈围绕所述杆部设置。
13.一种能够光学调整的光模块，包括：
至少两个发光二极管，所述至少两个发光二极管中的每一个都具有光轴；
至少两个本体，所述本体中的每一个能够围绕固定的多个旋转轴线中的一个旋转；
印刷电路板，所述印刷电路板中的每一个都连接至所述本体中的一个；
每一个所述发光二极管都电气连接至所述印刷电路板中的一个；
臂部，所述臂部将所述本体连接在一起；
壳体，所述壳体在其内部中接收所述发光二极管、所述印刷电路板、所述本体、和所述臂部，所述多个旋转轴线设置在所述壳体中；
紧固件，所述紧固件中的每一个将所述本体中的一个沿所述多个旋转轴线中的一个连接至所述壳体；
方向调整器，所述方向调整器设置于所述壳体的外部，其中，所述方向调整器直接接合所述本体中的第一本体，以便以与所述第一本体成固定关系旋转；和
所述壳体的内部被密封住以防潮；
其中，所述方向调整器的运动使所述第一本体绕所述多个旋转轴线中的一个水平地旋转，所述旋转经由所述臂部的运动使所述本体中的第二本体绕所述多个旋转轴线中的一个水平地旋转，使得所述第一本体的所述发光二极管的所述光轴与所述第二本体的所述发光二极管的所述光轴同时并平行地移动，直到所述光轴与纵向基准轴线平行为止；
其中所述方向调整器(30)包括凹处(68)和贯穿所述方向调整器的竖向开口(72)，所述竖向开口(72)与位于所述本体中的竖向开孔(74)对齐以接收紧固构件(76)，所述凹处(68)接合所述本体上的止动构件(70)。
14.根据权利要求13所述的光模块，其特征在于，包括设置成与所述壳体热连通的传热翅片。
15.根据权利要求13所述的光模块，其特征在于，所述光模块被构造成并被设置成安装于汽车。
16.根据权利要求15所述的光模块，其特征在于，所述光模块是用于所述汽车的日间行车灯。
17.根据权利要求13所述的光模块，其特征在于，所述方向调整器包括竖向延伸的杆部，所述杆部直接接合所述第一本体，所述密封包括由所述壳体支承在所述方向调整器与所述第一本体之间的垫圈，所述垫圈围绕所述杆部设置。
18.根据权利要求13所述的光模块，其特征在于，包括连接至所述壳体的前部的透光盖罩。
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