CN104379404A - 包括扩散系统的led照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明设备，尤其用于机动车辆的照明设备，其包括固定到印刷电路板(PCB)上的LED。所述设备的特征在于系统基本垂直于LED(5)定位在LED照射面的前方，所述系统包括平行的不透明板(1，2)，所述不透明板中的至少一个面是浅色的，优选是白色的。根据本发明，至少两个所述平行板搁置于所述PCB(4)和/或其周边上，在由所述印刷电路板承载的至少一个LED的每一侧上，以便限定一个通道，所述通道具有所述LED分布于其中的基部；形成壁的板基本上垂直于所述PCB的中心平面配置以便引导由所述LED所发出的光，所述光在所述板的与搁置于PCB上或其周围的前述侧相反的那侧上离开所述设备；以及所述板的至少一浅色或白色的表面面向通道内。

Description

包括扩散系统的LED照明设备
技术领域
本发明涉及照明和信号发送领域，尤其用于机动车辆。本发明更具体地涉及一种具有作为光源的多个LED的照明设备，其中改进所发出的光的空间扩散。
背景技术
取决于车辆的类型，有效的控制需要不同的照明或信号灯。但是，除了灯组合件的体积之外，以该方式组成的单个灯照明的性能和均匀性是主要关注的问题。
从现有技术已知辅助的透明屏，其中由辅助光源所发出的光可以传播，这些屏意旨装配机动车辆的灯、尤其是尾灯。屏材料中提供的局部不连续性包括用于在这些屏外侧的光进行扩散的焦斑(focal spot)(参见法国公开专利第2868506号)。
德国专利申请DE10101795描述了闪光灯，尤其是适于机动车辆的前指示灯，其中用于位置灯的辅助光源照亮以横向方式定位在主灯和前透镜之间的空间内的元件，并经由该透镜获得在与主灯相同的方向上的照明。
在法国专利申请0100048中，该申请的公开号为2819040，存在对用于机动车辆的照明或信号发送的光学或样式组件的描述。该组件由透明材料制成，在其内侧上用于光扩散的焦点只位于预定的位置内，以便扩散由与所述照明或信号发送设备相关联的光源所发出的光。该组件可构成机动车辆泛光灯的透镜或置于这种泛光灯内的插入物。
德国专利申请DE10311317描述了一种车辆照明装置，其包括光导，所述光导具有基本上位于反射表面焦点处的扩散结构，所述反射表面允许均匀光的扩散。
申请人另外设计出且在以号FR2953781公开的专利申请FR0905984中有所描述的用于机动车辆灯的一种新颖设备，其包括透明光学材料以及至少一个LED类型的光源，所述光源布置成发出在所述透明光学材料的厚度范围内传播的光线，其基本上包括：
·由形成光幕(curtain)的透明光学材料制成的板；
·所述板包括至少一个双边延伸的增厚部分，所述增厚部分具有基本上整个圆形的横截面，在所述板的中间平面中具有其中间纵向轴线，并适于形成光导；以及
·至少一个LED，其设置在所述光导的至少一个端部处，其主轴线正交于所述光导的纵向轴线。
在对由至少一个LED所发出的光进行扩散的发光屏的这些混杂的应用和混杂的实施例中，在扩散光中会出现不均匀性，尤其是靠近光导的位置，通过所述光导可装配扩散光幕或屏。
对于由高或中等功率的LED灯的直接照明而言，目前认为其是刺眼的且不应该以这种形式被推广。
发明内容
因此合适地出现了试图均匀化从照明设备的光输出或试图掩盖(mask)可能发生的任何不均匀性。
本发明的目的在于提供以更均匀的输出供给照明的一种方法，并给用户提供与当前可商购到的LED相比更不使人疲劳或更不刺眼的一种输出。
尤其预期适用于(但不强加限制)机动车辆的信号灯和/或外部照明和内部环境照明的新发明的照明设备包括LED，所述LED有利地通过包括基本垂直于LED放置的在LED照射面前方的平行板的系统而固定到PCB(印刷电路板)上，其中至少一个板面是浅色的，优选是白色的，而所述系统有利地包括：
·在印刷电路板(PCB)上沿任何形状的线路分布的至少一个LED，优选多个LED；
·至少两个平行板，其由不透明材料制成并形成一个壁，所述壁搁置于所述印刷电路板和/或其周边上，在由所述印刷电路板承载的至少一个LED的每一侧上，以便限定一个通道，所述通道具有所述LED分布于其中的基部，所述板基本上垂直于所述PCB的中心平面配置以便引导由所述LED所发出的光，所述光在所述板的与搁置于PCB上或搁置在PCB周围的前述侧相反的那侧上离开所述设备，而所述设备取向成使得LED发出进入到所述通道内的光，同时，所述设备任选地在其自由端部处包括更宽的区域或扩展区域(flared zone)，由LED所发出的光通过上述区域离开所述由电源和适当电路元件照亮的设备，其在功能上对本发明的设备进行补足。
虽然本发明的设备可具有任何的形状或大小，下面参照下述来对本发明的设备进行描述，参照形成机动车辆的照明灯、指示灯和/或信号灯的设备，并参照下述实施例，在该实施例中前述不透明的壁形成两个中空圆柱体的外侧，所述圆柱体的半径分别为R和r，平行于彼此布置，以同心方式，搁置于其上设置n个LED的PCB上，相对于彼此规则或不规则地隔开，而所述LED如此布置以至于它们所发出的光束在由上述不透明板所限定的宽度为R-r的通道内基本上沿着直径被引导。
在实践中，不透明壁可限定环形通道或通路，其形状不必是圆形的，而是也可为四边形、多边形或其它规则或不规则的、或类似的直线形或曲线形通道。在后一种情况下，壁具有交替弯曲方向的相同或相似的曲线并具有夹在中间的平面部分。
在一个优选实施例中，LED以基本规则的方式布置以便匹配诸如像PCB类型基板上的圆形的几何形状。
按照一个典型的示例性实施例和替代性或任选的本发明的实施例的以下详细描述将更好地理解本发明，以及本发明的其它的目的、优点和特征将变得更加明显。
当LED或承载LED的PCB设置成相对于形成适于来自LED的光的通道的所述板的横截面平面成高达约20°、以及优选约15°的角度时，本发明的设备在LED光的扩散和散射方面获得其最佳效果。
以这种方式显示出由LED所发出的光在朝向通道出口行进之前从两个不透明板之间所形成的通道的内壁反射并进行扩散/散射，在通道出口处对于适当地位于合适视域内的观察者而言可以看到光。
附图说明
下面具体参照附图描述的实施例仅仅是说明性和非限制性的，其中：
图1表示在基座上的本发明照明设备的示意性正视图；以及
图2表示沿着根据图1所示照明设备的A-A所取的示意性横截面视图。
具体实施方式
如由图1和2在当前实施例中所示那样，本发明的照明设备可包括同心管1，2的系统，所述同心管以合适的方式固定在壳体3的内侧上，且在所呈现的示例性实例中固定到基座上。在实践中，基座例如可以是车身或机动车辆结构的元件。
包括LED 5的印刷电路板(PCB)4放置于所述壳体的底部内。
为了可操作，这种设备如此配置以至于其可连接到合适电源上。
如可在图2中看到的那样，LED有利地相对于形成所述通道的壁的横向平面布置成一定的角度，例如约15°。因此它们的光束相对于所述冠部(crown)的壁反射最多的次数。
本发明的设备可以单独或组合的方式包括可选的或替代性的特征，其中尤其是：
·LED的印刷电路板具有圆形的几何形状，其具有配置在其周边上的n个LED(其中n为4至20之间的整数，优选等于12)，优选以两个相继的LED之间的基本相同的距离设置在其周边上；
·LED被固定在PCB上，在PCB的前表面上，上述管有利地以其纵向轴线垂直于所述PCB的平面的方式位于所述LED的PCB的前方
·所述不透明板的至少内表面由白色或类似的材料制成和/或衬有白色涂层或类似物；
·所述不透明板的所述内表面，其是面对所述不透明板针对有关LED所限定的通道内部的表面，优选设置有粗糙化的区域。这种粗糙的壁对来自LED的光更有效地进行散射；
·为了补偿LED光束的一小部分会由于不必要的反射减弱或消失或未成功到达通道出口，建议所使用的LED具有高于当前在不设有该光通道的设备中所使用的LED的最大通量，例如通过用40流明的LED来替换20流明的LED；
·所述管(不包括增厚的端部部分)的长度与直径之比有利地在3至10的范围内，优选在4至7的范围内，且最优选为约5；
·在两个平行的不透明板之间的通道的宽度优选约为10至15毫米；
·光发射轴线有利地平行于通常称为车辆X轴的轴线；
·使用支撑前述n个LED的圆形支撑模块壁上的合适紧固来执行将所述通道系统固定在源自于所述LED的主光束的轴线内；
·所述LED支撑模块可具有前表面，所述前表面的主平面相对于所述管系统纵向轴线成一定角度；
·采用对于本领域技术人员而言公知的常规方法来将电力供应给LEDPCB。
本发明的另一个主题包括装配有如本文所述的至少一个设备的机动车辆。
在这种设备中，LED发出的光线基本上由所述管的内壁所反射；在同一光线被连续反射之后，可以获得一定的光束宽度和均匀性，这使得对于定位成可看到所述管出口的人眼而言依然强的光线，但与在开始由未装配有本发明设备的相同LED组合件所发出的光线相比更均匀且更不刺眼。
在所述管端部处的扩展区域6是可选的；其使得可以增加离开所述管的光束的宽度和光通量，因而使得离开所述管的光线束宽度加倍并具有优异的均匀性，在本领域内技术人员可获知知识的当前状态以及他们基于该获知知识形成的实施方式下是不同寻常的。
上述模块的直径对于机动车辆的诸如像尾灯的主要照明设备而言可在约10至15厘米之间。
对于汽车应用而言，本领域内的技术人员将理解的是本发明的设备在实践中可放置于机动车辆车身的常规位置内。以更通常的方式，通过适当的尺寸和配置的适应性改变，所述设备可同样地用在机动车辆乘客舱室的内侧上，并且甚至更通常对于所有家庭和商业用途而言可用在希望以通过使用本发明设备的这种方式来改进照明的任何位置内。

Claims (11)

1.照明设备，尤其用于机动车辆的照明设备，其包括LED，所述LED优选地固定到印刷电路板或PCB上，其特征在于存在包括平行的不透明板(1，2)的系统，所述系统基本垂直于LED(5)且在LED照射面的前方放置，所述不透明板的至少一个面是浅色的，优选是白色的；
·搁置于PCB(4)和/或其周边上的至少两个所述平行板，在由所述PCB承载的至少一个LED的每一侧上，以便限定一个通道，所述通道具有所述LED分布于其中的基部；以及
·形成壁的板，基本上垂直于所述PCB的中心平面配置以便引导由所述LED所发出的光，所述光在所述板的与搁置于PCB上或搁置在PCB周围的前述侧相反的那侧上离开所述设备；以及
·面向通道内的所述板的至少一浅色或白色的表面。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述设备还在其自由端部处包括更宽的区域或扩展区域，当设备被照亮时，由LED(5)所发出的光通过上述区域离开。
3.根据权利要求1和2任一项所述的设备，其特征在于所述不透明的壁(1，2)形成两个中空圆柱体的外侧，所述圆柱体的半径分别为R和r，以同心方式平行于彼此布置，搁置于其上设置n个LED(5)的PCB上，该LED(5)相对于彼此规则或不规则地隔开，而所述LED如此布置以至于它们所发出的光束在由上述不透明板所限定的宽度为R-r的通道内基本上沿着直径被引导。
4.根据权利要求1至3任一项所述的设备，其特征在于所述不透明壁限定环形通道或通路，其具有为圆形、四边形、规则或不规则的多边形形状、或类似的直线形或曲线形通道。
5.根据权利要求1至4任一项所述的设备，其特征在于所述设备包括形成同心管组合件的板(1，2)，而LED(5)或承载LED(5)的PCB(4)设置成相对于所述板的平面或横截面平面成高达约20°、且优选约15°的角度，所述板形成来自所述LED的光的通道。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于所述同心管固定到壳体(3)的内侧上。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于所述LED(5)固定在PCB(4)上，在该PCB(4)的前表面上所述管位于所述LED PCB的前方，优选地以这种方式：所述PCB相对于所述管的纵向轴线基本倾斜约15°。
8.根据权利要求1至7任一项所述的设备，其特征在于所述LED(5)的PCB(4)具有圆形的几何形状，其中n个LED配置在PCB周边上，优选地以两个相继的LED(5)之间为基本相同的距离的方式配置在PCB周边上，其中n为4至20之间的整数，优选等于12。
9.根据权利要求1至8任一项所述的设备，其特征在于所述不透明板(1，2)的面对所述通道内侧的表面设有粗糙化的区域。
10.根据权利要求6至9任一项所述的设备，其特征在于所述设备还包括所述管的端部扩展区域(6)，这样增加离开所述管的光线束的宽度和光通量。
11.一种机动车辆，其装配有根据权利要求1至10中任一项所述的至少一个设备。
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