CN105492254A - 具体用于机动车辆照明构件、包括相对于照明方向倾斜的印刷电路板的照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明系统(7)、具体地是用于机动车辆前照灯的照明系统，该照明系统包括一个刚性印刷电路板(9)，该刚性印刷电路板在其一个面上配备有发光二极管，其特征在于，该刚性板(9)相对于该照明系统的预定照明方向(L)以在50°与70°之间的角度倾斜，并且其特征在于，该照明系统(7)包括与每个发光二极管相关联的一个单体光学模块(11)，该单体光学模块被形成以传播和引导该相关联的发光二极管发出的光束，这样使得离开该单体光学模块(11)的光束与该照明方向(L)基本平行。

Description

具体用于机动车辆照明构件、包括相对于照明方向倾斜的印刷电路板的照明系统
本发明涉及一种照明系统、尤其是涉及用于机动车辆照明构件的照明系统，该照明系统具有相对于照明方向倾斜的印刷电路板。
某些照明系统包括配备有发光二极管(通常称为LED)的印刷电路板，这些发光二极管被电连接至印刷电路。印刷电路板(经常缩写为PCB)是一种支撑件、通常是一块板，能够使一组电子元件电联结在一起，以便产生复杂的电子电路。这种板是平面的并且包括由绝缘材料隔开的一个或多个薄铜层的组件。这种板可以是刚性的或柔性的。在照明装置中，配备有LED的印刷电路板(carte)或板(plaque)通常与所需的照明方向成直角进行安排以用于良好的光的再现，大多数光束是由二极管在与印刷电路板成直角的方向上发出的。然而，在汽车领域中、特别是在前照灯的应用中，这种与照明方向成直角的定位对前照灯施以显著的体积并且对设计产生约束。
因此需要一种能够减小体积和改变设计的照明系统。
为此，本发明的目的涉及一种照明系统、尤其是一种用于机动车辆前照灯的照明系统，该照明系统包括刚性印刷电路板，该刚性印刷电路板在其一个面上配备有发光二极管，其特征在于，该刚性板相对于照明系统的预定照明方向以50°至70°的角度α倾斜，并且该照明系统包括与各发光二极管相关联的单独光学模块，该单独光学模块被形成以传播和引导由相关联的发光二极管发出的光束，这样使得从所述单独光学模块出射的所述光束与该照明方向平行或基本平行。
因而，各单独光学模块被形成以获得由相关联的二极管发出的光束，并且在与照明方向基本平行的方向上校直光束。这些单独光学模块彼此明显不同，在横向于照明方向的方向上彼此之间无接触。
因而由发光二极管发出的所有光线组成的各光束在所需的方向上被传播和引导。一个发光二极管通常在许多方向上发出多条光线：由这些光线形成的光束因而通常展现为锥状形式。在本申请中，认为光束的方向是界定光束的锥体的对称轴线的方向。因此，当界定光束的锥体的对称轴线与照明方向平行(或基本平行)时，该光束与照明方向平行(或基本平行)。
与刚性印刷电路板同所需的照明方向成直角定向的照明系统相比，根据本发明的这种安排能够减小照明系统的体积。因此，这种体积的节省可以使其能够减小配备有这种照明系统的构件的重量，并且能够设计这种具有复杂的风格形式的构件。此外，该照明系统能够获得良好的照明质量、尤其是均匀的照明。
更具体地，该刚性板可以相对于所述照明方向倾斜55°至65°的角度α，例如60°角。
换言之，同该刚性板垂直的直线与根据本发明的照明系统的照明方向形成角度β＝90°-α。
有利地并且以非限制性的方式，该刚性板可以竖直地定位，该照明方向是水平的。
有利地并且以非限制性的方式，该照明系统可包括一个单个的印刷电路板。
各单独光学模块被形成以获得由发光二极管发出的光束并校直光束。这可以通过选择用于制造这种单独光学模块的合适的形式和/或材料来获得。举例来讲，该单独光学模块的一部分可以具有校直功能，例如通过允许入射光在与照明方向平行或基本平行的方向上反射的壁的合适取向或朝向在靠近照明方向的方向上的新取向的另一个反射壁的合适取向而得到。这些壁可以由光学定律根据二极管发出的光束的特性以及该刚性板的倾斜度来确定。
有利地并且以非限制性的方式，各单独光学模块可以包括面朝相关联的发光二极管定位的一个光束输入件、以及一个光束输出件，并且各单独光学模块可以在其输入件的一侧上包括一个用于校直光束的部件，该部件被形成以在与照明方向基本平行的方向上校直所述光束。
单独光学模块的输入件可以是一个接收表面，例如与由相关联的LED发出的光束基本上成直角的一个平面。
可以选择该单独光学模块相对于相关联的发光二极管的定位，以便使光学模块能够获得由该二极管发出的大多数光辐射。优选地，该单独光学模块可以被定位成以便获得发出的光辐射的70％至100％，优选地是辐射的80％至100％，甚至是辐射的90％至100％。例如，该单独光学模块因而可以位于与相关联的发光二极管相距0.5cm至5cm的距离处。
有利地并且以非限制性的方式，根据本发明的照明系统还包括与多个单独光学模块连接的至少一个采集光学模块，所述采集光学模块被形成以对源于这些单独光学模块的光束进行传播和引导。这样能够改善从该照明系统出射的光通量的均匀性。这种安排还能够产生从该照明系统出射的光通量的成形，其形式与该采集模块的输出件相同。因而从采集光学模块的输入件向输出件引导源于各光学模块的光束。这个输入件接收从许多单独光学模块出射的光束，这些光束然后通过该采集光学模块的通常由其自由端形成的输出件出射。具体地，各单独光学模块可以是完全相同的并且多个单独光学模块的输出件可以连接至一个采集光学模块的输入件。换言之，该采集光学模块的输入件(例如一个平面表面)与支撑这些发光二极管的刚性板平行或基本平行。这种安排还可以使之能够增强从该照明系统出射的光通量的均匀性。
这些发光二极管可以在该刚性板上成排地安排。该采集光学模块则可以连接至与一排发光二极管相关联的这些单独光学模块，这样可以使该采集光学模块的制造更简单。
不论这些发光二极管在该刚性板上的安排如何，两个采集光学模块可以一体制造，因而能够增加从该照明系统出射的光通量的发射表面。
然而本发明并不限于采集光学模块的形式和安排，也不限于这些发光二极管在该刚性板上的安排。
有利地并且以非限制性的方式，为了避免这些单独光学模块和与其连接的采集模块之间的光线损失，各采集光学模块可以和与其连接的单独光学模块一体地制造。
有利地并且以非限制性的方式，各单独光学模块(也可能是各采集光学模块)可以在聚合材料或玻璃中形成，优选地是半透明或透明的，适于传播和引导在其体内环行的至少一个光束，特别是由发光二极管发出的光束。所用的材料可以是适合用于引导光辐射的任何材料，例如玻璃或聚合物类型的材料，有色的或是无色的，例如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。每个光学模块因而可以简单地制造，并且其形式可以与旨在容纳该照明系统的构件相适配。具体地，这些单独光学模块的成形可以通过形成该模块的材料的火花蚀刻加工的工艺而获得。
无论这些发光二极管的安排如何，可以安排一个或多个掩模，以便部分或完全地填补分隔单独光学模块和/或采集光学模块的任何空间，具体地是分隔光束出射的照明系统侧的采集光学模块的空间，因而能够更清楚地限定从该照明系统出射的光通量的形式。这些掩模还能够隐藏位于这些掩模后面的技术部分、以及其在该照明系统之外的不希望有的可见性。
当设置了许多采集光学模块时，它们优选地以不能彼此发生接触的方式形成。这样能够改进光束的引导。
本发明还涉及一种配备了根据本发明的照明系统的机动车辆照明构件。
这种照明构件尤其可以从用于车辆信号传递的前照灯以及旨在位于车辆内部中的环境灯进行选择。优选地，该构件是前照灯。
照明构件通常包括一个壳体，该壳体的一面是半透明的或透明的以用于光束的出射。该刚性印刷电路板则被安排在该壳体内并且固定在该壳体上，该照明系统的方向可使光束通过该壳体的半透明或透明面出射。
本发明的另一个目的涉及一种配备至少一个根据本发明的照明系统的机动车辆。
具体地，所述照明系统可以配备以下构件中的至少一个构件：
-位于车辆内部中的环境灯，
-车辆信号灯。
前面或后面的信号灯尤其可以从白天行驶灯(在车辆开始移动时自动打开的灯，还已知缩写为DRL)、侧灯、倒车灯、雾灯、闪光灯、停车灯或其他任何信号灯中进行选择。
现在将参照所附的非限定性附图来对本发明进行说明，在附图中：
-图1是配备有根据本发明的照明系统的车辆前照灯的截面透视图；
-图2是在根据该照明方向的截面上、沿着示出了与采集光学模块连接的单独光学模块的一排发光二极管的根据本发明的照明系统的部分示意表示；
-图3是图2的单独光学模块的放大图。
“基本平行”应被理解为是指与特定方向形成最多±20°的角或最多±10°的角。
图1表示用于车辆信号传递的前照灯1，该前照灯包括壳体3，该壳体的一个面5是半透明的或透明的以用于光束在照明方向L上的出射。这个面5可以采用在所表示的实例中的任何平面形式或更复杂的形式。
这个前照灯1配备有照明系统7，该照明系统包括刚性印刷电路板9，该刚性印刷电路板在其一个面上配备有发光二极管12。这些发光二极管在所表示的实例中是以排10安排的。这个刚性板9被安排在壳体3内，通过任何合适的手段被固定在该壳体上。
根据本发明，刚性板9相对于该照明系统的预定照明方向以50°至70°的角度α倾斜。在所表示的实例中，照明系统7的照明方向与前照灯1的照明方向L一致。在该实例中，角度α为60°，换言之，在垂直于该照明方向的平面与该斜板之间的角度β为30°。
在所表示的实例中，照明方向L是基本水平的、平行于配备有前照灯1的车辆的纵向方向，并且刚性板9是竖直的。因而可通过垂直轴线从垂直于照明方向L的位置上旋转而得到刚性板9的倾斜。然而，本发明并不限于如所表示出的倾斜，由于例如绕该车辆的纵向或横向轴线旋转(仍然是从垂直于该照明方向的位置上)而得到的刚性板9的另外一种倾斜也能够减小根据本发明的照明系统的体积。
根据本发明，照明系统7还包括与各发光二极管12相关联的一个单独光学模块11，该单独光学模块被形成以传播和引导由相关联的发光二极管12发出的光束，这样使得从所述单独光学模块11出射的所述光束与该照明方向基本平行。尤其是，图3示意性地示出了发光二极管12发出的光线及其在单独光学模块11体内的路径。
刚性板9因而配备有多个单独光学模块11，如可部分地从图2中看到的，该图以截面表示了沿着一排10发光二极管12的刚性板9。
参照图3，单独光学模块11包括面朝相关联的发光二极管12的光束输入件11A、以及光束输出件11B。光束输入件11A例如是与LED12发出的光束基本上成直角的一个平面表面。
单独光学模块11在其输入件11A侧还包括用于校直光束的部件11C，该部件被形成以在与照明方向L基本平行的方向上校直所述光束。在所表示的实例中，校直部件11C包括以与照明方向L基本平行地、朝向该单独模块的输出件11B反射入射光线的方式来倾斜的壁11D。壁11D的这个倾斜度是可以根据光学定律、根据发光二极管12的性质和该单独光学模块的位置来确定的。
根据本发明的照明系统7还包括许多采集光学模块13，每个采集光学模块连接至多个单独光学模块11。每个采集光学模块13被形成以传播和引导源于这些单独光学模块11的光束。多个单独光学模块11的输出件11B因而连接至采集光学模块13的输入件13A。
为了简化制造，各单独光学模块11优选地是完全相同的。在这种情况下，采集光学模块13的输入件13A具有与刚性板9基本平行的一般形式，如可以在图2中看到的。应注意的是，在图2中部分地表示了采集光学模块13。在图1中更充分地表示了这些采集光学模块13。在图1中，还能够区别每个采集光学模块13的输出件13B，由这些发光二极管12发出的所有光束形成的光通量通过该输出件出射、由这些单独光学模块11校直、然后由这些采集光学模块13采集。这个输出件13B形成了光束的发射表面，在该实例中是基本上平面的发射表面。
在所表示的实例中，表示了四个采集光学模块13，每个采集光学模块连接至一排10发光二极管12。此外，这些采集光学模块13经由部件13C成对地联结。换言之，经由部件13联结的两个采集光学模块13是一体地制造的。
为了避免光线损失，各采集光学模块13和与其相连接的单独光学模块11是一体地制造的，如在所表示的实例中的情况。
在所表示的实例中，这些单独光学模块11和采集光学模块13是以适于传播和引导在这些光学模块体内环行的光束的聚合材料来制造的。
最后，图1示出了掩模15，这些掩模被安排成以便填补分隔这些采集光学模块13的输出件13B的空间。所采集的光束因而只通过这些采集光学模块13的自由端出射。
参照图1描述的照明构件是机动车辆前照灯。
然而，本发明决不限于该照明构件的类型和形式，其还可以是用于车辆或建筑的内部或外部照明构件。
根据本发明的照明系统实际上提供了能够用于许多构件的优点，其目的具体地是减小体积和重量。

Claims (10)

1.一种照明系统(7)、尤其是用于机动车辆前照灯(1)的照明系统，该照明系统包括一个刚性印刷电路板(9)，该刚性印刷电路板在其一个面上配备有发光二极管，其特征在于，该刚性板(9)相对于该照明系统的预定照明方向(L)倾斜50°至70°的角度α，并且其特征在于该照明系统(7)包括与每个发光二极管相关联的一个单独光学模块(11)，该单独光学模块被形成以传播和引导该相关联的发光二极管发出的光束，这样使得从所述单独光学模块(11)出射的所述光束与该照明方向(L)基本平行。
2.如权利要求1所述的照明系统(7)，其特征在于，该刚性板(9)相对于所述照明方向(L)以55°至65°的角度α倾斜。
3.如权利要求1或2之一所述的照明系统(7)，其特征在于，每个单独光学模块(11)都包括面朝该相关联的发光二极管定位的一个光束输入件(11A)、以及一个光束输出件(11B)，并且其特征在于每个单独光学模块(11)在其输入件(11A)侧上包括一个用于校直该光束的部件(11C)，该部件被形成以在与该照明方向(L)基本平行的方向上校直所述光束。
4.如权利要求1至3之一所述的照明系统(7)，其特征在于，该照明系统包括与多个单独光学模块(11)连接的至少一个采集光学模块(13)，所述采集光学模块(13)被形成以传播和引导源于这些单独光学模块(11)的光束。
5.如权利要求4所述的照明系统(7)，其特征在于，每个单独光学模块(11)是完全相同的，并且其特征在于，多个单独光学模块(11)的输出件(11B)连接至一个采集光学模块(13)的一个输入件(13A)。
6.如权利要求4或5之一所述的照明系统(7)，其特征在于，这些发光二极管(12)是在该刚性板(9)上成排(10)安排的，并且其特征在于，一个采集光学模块(13)连接至与同一排(10)的发光二极管(12)相关联的单独光学模块(11)。
7.如权利要求4至6之一所述的照明系统(7)，其特征在于，每个采集光学模块(13)和与其相连接的单独光学模块(11)是一体地制造的。
8.如权利要求1至7之一所述的照明系统(7)，其特征在于，每个单独光学模块(11)、可能是每个采集光学模块(13)是以一种聚合材料形成的，该聚合材料优选地是半透明的或透明的、适合于传播和引导在其体内环行的至少一个光束。
9.一种配备有如权利要求1至8之一所述的照明系统(7)的机动车辆照明构件。
10.一种配备有至少一个如权利要求1至8之一所述的照明系统(7)的机动车辆，所述至少照明系统配备有以下构件中的至少一个构件：
-一个位于该车辆内部中的环境灯，
-一个车辆信号灯。
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