CN107869695B - 具有微反射镜矩阵的用于灯装置的单件式支撑件 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题是一种用于灯模块(2)、尤其是用于机动车辆的灯模块(2)的支撑件(4)，其包括：用于至少一个光源(16)的接纳区域；用于形成所述一个或多个光源(16)所发射光的光学装置的接纳区域；用于机电微系统的接纳区域，所述机电微系统具有至少一个能够接收源自所述光学成形装置的光线的反射镜；及用于至少一个光学投射装置(22)的接纳区域，所述光学投射装置接收由所述机电微系统(8)的一个或多个反射镜反射的光线。所述支撑件(4)形成具有孔洞的腔体(30)且包括围绕所述孔洞的外表面，所述表面形成用于所述机电微系统(8)的接纳区域。

Description

具有微反射镜矩阵的用于灯装置的单件式支撑件
发明领域
本发明涉及照明和光信号指示领域，尤其是用于机动车辆。更具体地讲，本发明涉及一种能够借助具有微反射镜矩阵的机电微系统来形成光象形符号的光信号指示装置。
背景技术
已公布的专利文档US 2015/0175054 A1公开了一种用于机动车辆前灯的灯装置。所述装置包括：激光型光源，用作来自激光器的光的偏转器的机电微系统，能够转换由偏转器反射的单色光的荧光体型发光体元件，以及包括接收源自发光体元件的白光的若干透镜的光学装置。偏转器可经驱动以调节因此形成的光图像。所述装置包括用于支撑这些不同元件的支撑件。所述支撑件由直接或间接地(诸如)经由装置或前灯的壳体彼此组装的数个部件组成。然而，此组装确实导致形成了公差链，降低了不同元件的相对定位准确度。在一些光学配置中，尤其是在光源非常接近于偏转器时，需要较小公差以实现令人满意的结果。此外，在这一教示中，偏转器设置于支撑件的壁的内面上，而此类部件通常固定到具有印刷电路的板上，这种板可能是笨重的，尤其是在必须使用各种电子部件来控制偏转器时。
本发明的目的是消除上述现有技术的至少一个缺点。更具体地讲，本发明的目的是提议一种确保灯装置的光学部件的准确定位的解决方案，所述灯装置包括设置有一个或多个反射镜的机电微系统。
发明内容
本发明的主题是一种用于灯模块、尤其是用于机动车辆的灯模块的支撑件，其包括：用于至少一个光源的接纳区域；用于形成所述一个或多个光源所发射光的光学装置的接纳区域；用于机电微系统的接纳区域，所述机电微系统具有至少一个能够接收源自所述光学成形装置的光线的反射镜；及用于至少一个光学投射装置的接纳区域，所述光学投射装置接收由机电微系统的一个或多个反射镜反射的光线；值得注意的是，所述支撑件形成具有孔洞的腔体，且包括围绕所述孔洞的外表面，所述表面形成所述微系统的接纳区域。
根据本发明的有利实施例，所述支撑件包括由单一件、优选地为铝制成的主体，所述主体形成用于所述一个或多个光源的接纳区域、用于所述光学成形装置的接纳区域和用于所述光学投射装置的接纳区域。
根据本发明的有利实施例，所述支撑件包括一个板件，所述板件可固定到主体以便部分地密封所述腔体，且包括形成用于所述微系统的接纳区域的外表面。
根据本发明的有利实施例，所述腔体覆盖有防反射和/或吸收性涂层，优选地为黑色的。
根据本发明的有利实施例，所述腔体由用于光学成形装置的接纳区域和用于光学投射装置的接纳区域界定。
根据本发明的有利实施例，用于所述光学装置的接纳区域中的至少一个(优选地为每一个)包括形成于支撑件中的孔口和围绕所述孔口的肩部。
根据本发明的有利实施例，所述装置在腔体内包括悬置的舌状物，所述舌状物具有旨在由微系统朝向光学投射装置反射的光穿过其中的孔口。
本发明的另一主题是一种灯装置，尤其是用于机动车辆的灯装置，其包括：支撑件，设置于所述支撑件上的至少一个光源，用于形成由所述一个或多个光源发射的光的光学装置，所述装置设置于所述支撑件上；具有至少一个反射镜的机电微系统，所述反射镜能够接收源自所述光学成形装置的光线，所述微系统设置于所述支撑件上；及光学投射装置，其能够接收由所述机电微系统的一个或多个反射镜反射的光，所述装置设置于所述支撑件上；值得注意的是，所述支撑件是根据本发明的支撑件。
根据本发明的有利实施例，所述一个或多个光源、所述光学成形装置和所述微系统形成第一光学轴线，且所述微系统和所述光学投射装置形成第二光学轴线，所述光学轴线之间的角度介于40°与65°之间，优选地介于45°与60°之间。
根据本发明的有利实施例，所述一个或多个光源是设置在热沉上的板上的发光二极管型，所述热沉固定到用于所述一个或多个光源的接纳区域。根据本发明的另一有利实施例，作为对前一实施例的替代，所述发光二极管型的一个或多个光源经由基部直接设置在热沉上，所述热沉固定到用于所述一个或多个光源的接纳区域。
根据本发明的有利实施例，所述光学成形装置包括双凸透镜，和/或所述投射装置包括双凸透镜和双凹透镜。
根据本发明的有利实施例，所述一个或多个光学装置的透镜中的每一个通过法兰保持就位，所述法兰(例如)通过螺钉连接、胶合、焊接、压接、隧穿(heading)、通过加衬套或借助钉子或铆钉、或者任何其它固定装置、或者借助两种或更多种这些装置的组合来固定。
根据本发明的有利实施例，所述光学成形装置具有大于光学投射装置的直径两倍、优选地三倍的直径。
根据本发明的有利实施例，所述微系统在印刷电路板上，所述板固定到支撑件以便将所述微系统压抵所述微系统的接纳区域。
根据本发明的有利实施例，所述灯装置是能够在所形成的光束中形成象形符号的后信号指示灯，所述象形符号随着微系统的编程而改变。
提供本发明的优势在于，其能够确保不同部件、包括机电微系统的精确定位，即使在机电微系统位于印刷电路板上时亦如此。
附图说明
根据说明和图示，本发明的其它特征和优点将变得更易于理解，其中：
-图1是符合本发明的灯装置的透视图；
-图2是图1的灯装置的光学部件的透视图；
-图3是图1的灯装置的支撑件的仰视图；
-图4对应于图3，其中不存在部分地密封支撑件的腔体的板件；
-图5是图1的灯装置的中位纵向剖视图。
具体实施方式
图1至5示出了本发明的一个实施例，但应当理解，也可设想其它实施例。
图1是符合本发明的灯装置2的透视图。在这一特定情况下，灯装置2是用于机动车辆的光信号指示装置。其大致包括支撑件4，设置于支撑件4上的光学部件和具有电子部件的印刷电路板6，以及机电光学微系统8。机电光学微系统8包括能够单独地枢转控制的微反射镜矩阵。这一微系统通常称为微反射镜矩阵或DMD(数字微反射镜装置)。每个镜可采取两个位置：其可相对于同一轴线倾斜10至15°，以便朝向漫射透镜或朝向吸收表面反射光线。这可以说是“打开”或“关闭”，且这种布置因此是二元的。这种微系统本身对本领域的技术人员是众所周知的。
灯装置2的支撑件4包括其上安装有热沉12的主体10。热沉12包括接纳板14的延伸部分12.1，所述板具有一个或多个光源16，例如发光二极管类型的。热沉12还包括从延伸部分12.1大致平行于彼此延伸的翅片12.2。主体10包括用于支撑光源16的热沉12的接纳区域10.1。所述主体形成面向光源16的空隙18。此空隙18的底部形成用于一个成形透镜20的接纳区域10.2。成形透镜20形成了一个光学装置，用于形成由光源16发射的光。主体10形成腔体(在图1中不可见)，其中在所述主体的底面10.3上具有孔洞。机电微系统8设置成面向此孔洞，以便接纳由成形透镜20形成的光束。主体10还包括用于光学投射装置22的接纳区域10.4。所述光学投射装置可包括两个透镜，其中仅一个透镜在图1中可见。
主体10有利地由单一件(例如)铝制成。这也同样适用于热沉12。这两个元件中的每一个可通过机加工或铸造然后可能是机加工操作来制造。
图2示出了图1的灯装置2的光学部件。可看出，这些光学部件包括由设置有孔口24.2的舌状物34.1形成的隔板24。隔板设置于机电微系统8与光学投射装置22之间。隔板的作用是阻止过于远离标称位置传播的光线，以便确保由系统形成的图像的良好定义，也就是说良好的锐度。光学投射装置22包括会聚型第一透镜22.1和发散型第二透镜22.2。第二透镜具有足以呈现出大体柱形形式的显著厚度。用于根据光源所发射的光形成光束的成形透镜20是会聚型双凸透镜，配置成形成朝向光学微系统的会聚光束并照射所述系统的光学表面。可看出，光源16、成形透镜20和微系统8根据第一光学轴线26.1对准，且所述微系统8、隔板24和光学投射装置22根据第二光学轴线26.2对准。这两个光学轴线形成的角度α有利地介于40°与70°之间，优选地介于50°与70°之间，或介于40°与65°之间，或介于45°与60°之间。
图3和4示出了在没有所述板和机电微系统的情况下从支撑件的底面观察所得的图1的灯装置。
在图3中，可看出，支撑件4在主体10内另外包括部分地密封腔体30的元件28。此元件28由在周边部分处设置有用于固定到主体10的装置(诸如旨在接纳固定螺丝的孔口)的板件28.1形成。板件28.1还在中心部分处设置有孔洞28.2。所述孔洞旨在允许源自成形透镜20的光进入面向所关注孔洞28.2设置的机电微系统的光学部分。因此，元件28可包括形成所述机电微系统的承载表面的区块28.3。这些区块28.3(有利地其中的三个以便于均衡)形成可类似于点表面的表面。于是可将固定到印刷电路板的机电微系统固定到支撑件，以使得机电微系统压在区块28.3上，因此确保接触，且因此确保沿相对于主体10的面10.3成直角方向的精确定位。可在所述电路板的平面上设置用于定位所述电路板的装置，诸如尤其是穿过所述电路板中的和于面10.3的水平面处在主体10中的孔口的杆。
仍然在图3和图4中，可在腔体30中看到隔板24及其固定模式。形成隔板的舌状物24.1在与孔口24.2相对的一端包括与嵌入到主体中的定位杆协作的两个孔口24.3。其还包括相对于定位孔口24.3位于中心处的固定孔口24.4，所述孔口接纳与主体10接合的固定螺丝。为此，主体10在腔体30中包括形成所述舌状物24.1的承载表面的空隙，允许舌状物穿过元件28下方(从图3的视角)。值得注意的是，孔口24.2位于舌状物24.1的处于成形透镜20的侧的端部处，以便避免从成形透镜20朝向机电微系统传播的光束的任何阻塞。在孔口24.2的水平面处此光束与舌状物24.1的边缘之间的接近在图2中可见。
图4对应于图3，但其中不存在元件28。其中可看出，光学投射装置22的第一透镜22.1借助第一法兰32在主体10上保持就位。第一法兰可具有开放的外形，在这种情况下为U形的，其中开口朝向成形透镜20。成形透镜20和第一透镜22.1事实上彼此非常接近，使得在两个透镜之间不存在可容纳法兰的一部分的空间。第一法兰32有利地借助接合到形成于所述主体中的螺纹孔中的螺丝固定到主体10。
图5是图1所示灯装置的剖视图，所述剖视图是根据中位纵向平面的，也就是说根据大致平行于图1所示平面且穿过装置中心的平面。图5所示剖视图中的装置显示为不含印刷电路板且不含机电微系统。
其中可看出两个光学轴线26.1和26.2以及透镜的安装。实际上，成形透镜20包括两个固定凸耳20.1和20.2(图2)，这两个凸耳有利地是沿直径相对的。他们容纳在形成于主体10中的腔体中，以便确保成形透镜20的成角度取向，所述成形透镜可以是非旋转对称的。第二法兰34(在这种情况下是圆形且闭合的)设置于成形透镜20的周边边缘上，包含所述凸耳，且借助螺丝固定到主体。
类似地，光学投射装置的第二透镜22.2借助也设置于第二透镜22.2的周边边缘上的第三法兰36保持就位，且借助螺丝固定到主体。
成形透镜20和第二透镜22.2通过插入到相应接纳区域中而放置到主体外侧的恰当位置处。第一透镜22.1本身经由腔体30放置到恰当位置处。

Claims (20)

1.一种用于灯模块(2)的支撑件(4)，包括：
-用于至少一个光源(16)的接纳区域(10.1)；
-用于光学装置的接纳区域(10.2)，所述光学装置用于形成由一个或多个光源(16)发射的光；
-用于机电微系统(8)的接纳区域，所述机电微系统具有能够接收源自光学成形装置的光线的至少一个反射镜；及
-用于至少一个光学投射装置(22)的接纳区域(10.4)，所述光学投射装置接收由所述机电微系统(8)的一个或多个反射镜反射的光线；
其特征在于，
所述支撑件(4)形成具有孔洞的腔体(30)且包括围绕所述孔洞的外表面，所述表面形成用于所述机电微系统(8)的接纳区域，
其中所述支撑件(4)包括由单一件制成的主体(10)，所述主体形成用于所述一个或多个光源(16)、用于所述光学成形装置和用于所述光学投射装置(22)的接纳区域(10.1,10.2,10.4)，
其中，所述支撑件(4)包括板件(28.1)，所述板件能够固定到所述主体(10)上以便部分地密封所述腔体(30)且包括用于所述机电微系统(8)的接纳区域，
其中所述板件包括形成所述机电微系统的承载表面的多个区块(28.3)，所述多个区块形成类似于点表面的表面使得所述机电微系统压在所述多个区块上，以确保接触且因此确保沿相对于所述主体的底面(10.3)成直角方向的精确定位。
2.根据权利要求1所述的支撑件(4)，其特征在于，所述腔体(30)覆盖有防反射和/或吸收性涂层。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的支撑件(4)，其特征在于，所述腔体(30)由用于所述光学成形装置的接纳区域(10.2)和用于所述光学投射装置(22)的接纳区域(10.4)界定。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的支撑件(4)，其特征在于，用于所述光学成形装置和所述光学投射装置(22)的接纳区域(10.2,10.4)中的至少一个包括形成于所述支撑件(4)中的孔口和围绕所述孔口的肩部。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的支撑件(4)，其特征在于，所述支撑件在腔体(30)内包括悬置的舌状物(24.1)，所述舌状物具有旨在被所述机电微系统(8)朝向所述光学投射装置(22)反射的光穿过其中的孔口(24.2)。
6.根据权利要求1所述的支撑件(4)，其特征在于，所述支撑件(4)是用于机动车辆的灯模块(2)的支撑件(4)。
7.根据权利要求1所述的支撑件(4)，其特征在于，所述主体(10)由铝制成。
8.根据权利要求2所述的支撑件(4)，其特征在于，所述防反射和/或吸收性涂层为黑色的。
9.根据权利要求4所述的支撑件(4)，其特征在于，用于所述光学成形装置和所述光学投射装置(22)的接纳区域(10.2,10.4)中的每一个包括形成于所述支撑件(4)中的孔口和围绕所述孔口的肩部。
10.一种灯装置(2)，包括：
-支撑件(4)；
-设置于所述支撑件上的至少一个光源(16)；
-用于形成由一个或多个光源(16)发射的光的光学装置，所述装置设置在所述支撑件(4)上；
-机电微系统(8)，所述机电微系统具有能够接收源自所述光学成形装置的光线的至少一个反射镜，所述微系统设置在所述支撑件(4)上；及
-光学投射装置(22)，所述光学投射装置能够接收由所述机电微系统(8)的一个或多个反射镜反射的光，所述装置设置在所述支撑件(4)上；
其特征在于，
所述支撑件(4)是根据权利要求1至9中的任一项所述的支撑件。
11.根据权利要求10所述的灯装置(2)，其特征在于，所述一个或多个光源(16)、所述光学成形装置和所述微系统(8)形成第一光学轴线(26.1)，且所述微系统和所述光学投射装置(22)形成第二光学轴线(26.2)，所述光学轴线之间的角度介于40°与65°之间。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的灯装置(2)，其特征在于，所述一个或多个光源(16)是设置在热沉(12)上的板(14)上的发光二极管型，所述热沉固定到用于所述一个或多个光源(16)的接纳区域(101)上。
13.根据权利要求10至11中任一项所述的灯装置(2)，其特征在于，所述光学成形装置包括双面凸的成形透镜(20)，和/或所述投射装置(22)包括双面凸的第一透镜(22.1)和双面凹的第二透镜(22.2)。
14.根据权利要求13所述的灯装置(2)，其特征在于，所述光学成形装置或所述光学投射装置(22)中的一个或全部中的透镜或每一个透镜(20,22.1,22.2)借助法兰(32,34,36)保持就位。
15.根据权利要求10至11中任一项所述的灯装置(2)，其特征在于，所述光学成形装置具有大于所述光学投射装置(22)的直径两倍的直径。
16.根据权利要求10至11中任一项所述的灯装置(2)，其特征在于，所述机电微系统(8)位于印刷电路板(6)上，所述印刷电路板固定到所述支撑件(4)上以便将所述微系统压抵在用于所述微系统的接纳区域上。
17.根据权利要求10至11中任一项所述的灯装置(2)，其特征在于，所述装置是能够在所形成的光束中形成象形符号的后信号指示灯，所述象形符号随着所述微系统的编程而改变。
18.根据权利要求10所述的灯装置(2)，其特征在于，所述灯装置(2)是用于机动车辆的灯装置(2)。
19.根据权利要求11所述的灯装置(2)，其特征在于，所述光学轴线之间的角度介于45°与60°之间。
20.根据权利要求15所述的灯装置(2)，其特征在于，所述光学成形装置具有大于所述光学投射装置(22)的直径三倍的直径。
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