CN108302486B - 机动车辆的改进发光模块 - Google Patents

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Abstract

一种发光模块(10)，包括：壳体(12)，所述壳体包括第二开口(O2)和至少一个第一开口(O1)，成形光学器件(18)，发光源(14)，具有反射镜的模块(16)，所述模块被设置成接收由所述发光源(14)发射的所述光线的至少一部分，并且包括多个反射镜(32)，所述发光模块(10)还包括冷却模块(20)，所述冷却模块被构造成产生在所述第一开口(O1)与所述第二开口(O2)之间在所述内部空间内循环的流体流，以冷却所述发光模块(10)。

Description

机动车辆的改进发光模块
技术领域
本发明的领域涉及机动车辆包括的发光装置以及这些装置包括的发光模块。
背景技术
这些模块中的一些包括连接到具有反射镜的模块的发光源，所述反射镜包括多个微反射镜，所述多个微反射镜可选择性地控制以在多个微反射镜导致从装置输出的光束的位置和在多个微反射镜未导致从装置输出的光束的位置之间移动多个微反射镜。
在工作时，除了光之外，这种类型的模块还产生易于在发光装置内累积的热。
现在，这种热对装置的元件以及周围的元件施加热应力，并且以通常的方式导致发光装置的过早劣化。
为了限制这些问题，通常设想为发射模块提供散热器，其包括例如连接到给定元件的冷却散热片。
然而，这种方法并不完全令人满意，并且在发光装置中使用发光源产生的热仍然是一个重大的问题。
发明内容
本发明旨在改善这种情况。
为此目的，本发明涉及一种发光模块，特别是用于机动车辆的发光模块，该发光模块包括：
-壳体，所述壳体限定内部空间并包括第二开口和至少一个第一开口，
-成形光学器件，所述成形光学器件被设计成使光线成形以形成来自发光模块的输出光束，
-发光源，所述发光源被设计成在内部空间中发射光线，
--具有反射镜的模块，所述模块被设置成接收由所述发光源发射的所述光线的至少一部分，所述模块具有反射镜，所述反射镜包括多个反射镜，每个反射镜都能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置处，相应的反射镜被设置成将从发光源到达其的光线朝成形光学器件反射，在第二位置处，相应的反射镜被设置成将从发光源到达其的光线反射远离成形光学器件，
所述发光模块还包括冷却模块，所述冷却模块被构造成产生在所述第一开口与所述第二开口之间在所述内部空间内循环的流体流，以冷却所述发光模块。
根据本发明的一个方面，反射镜的至少一部分被设置成在第二位置处将从发光源到达其的光线朝壳体的至少一个壁反射，第二开口形成在壁中。
根据本发明的一个方面，发光模块包括设置在具有反射镜的模块与第二开口之间的光学路线上的至少一个遮蔽元件，遮蔽元件被构造为防止来自反射镜并且沿着光学路线的光线通过第二开口离开壳体。
根据本发明的一个方面，遮蔽元件从壁延伸。
根据本发明的一个方面，流体流与遮蔽元件接触地循环。
根据本发明的一个方面，发光模块包括从壁延伸的至少两个遮蔽元件，所述两个遮蔽元件在它们之间限定用于使离开到壳体外部的流体循环通过第二开口的通道。
根据本发明的一个方面，第二开口形成从壳体开口的流体流出口。
根据本发明的一个方面，壳体包括多个第二开口，冷却模块被构造成产生多个流体流，每个流体流在第一开口与第二开口中的一个之间循环。
根据本发明的一个方面，所述发光源包括散热器，所述散热器设置成穿过所述壳体或设置在所述壳体的外部，所述冷却模块还被构造成产生以与所述散热器接触的方式循环的第二流体流。
根据本发明的一个方面，冷却模块包括风扇。
根据本发明的一个方面，风扇被构造成同时产生在壳体的内部空间中循环的流体流和以与散热器接触的方式循环的第二流体流。
根据本发明的一个方面，来自风扇的流体的出口与第一开口相对设置。
根据本发明的一个方面，冷却模块包括循环导管，该循环导管将来自风扇的流体的出口流体连接到第一开口。
根据本发明的一个方面，风扇是轴向风扇。
根据本发明的一个方面，风扇是离心式风扇。
本发明还涉及一种特别用于机动车辆的发光装置，其包括如上所述的发光模块。
根据本发明的一个方面，发光装置是机动车辆照明和/或信号指示装置。
根据本发明的一个方面，发光装置被构造为实现一个或多个光度功能，特别是规定的功能。
附图说明
通过阅读下面的详细描述将更好地理解本发明，所述详细描述仅作为示例并参照附图给出，其中：
-图1是根据本发明的发光装置的示意图；
-图2示出了根据本发明的发光模块。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的发光装置2，在下文中称为装置2，装置2被构造为发光。
装置2有利地是旨在安装在机动车辆中的装置。换句话说，它是一种机动车辆装置。
有利地，装置2是机动车辆照明和/或信号指示装置。
它被构造为例如实现一个或多个光度功能。
光度功能例如是人眼可见的照明和/或信号功能。要注意的是，这些光度功能可以是一个或多个规则的对象，这些规则限定了对于所发射的光的比色法，强度，根据称为光度计的网格的空间分布或者可见范围的要求。
装置2例如是照明装置，然后构成车辆的投射器或前大灯。然后它被构造为实现例如从以下各项中选择的一个或多个光度功能，即近光束功能(UNECE规则87和123)，位置灯功能(UNECE规则007)，远光束功能(UNECE规则123)，雾光束功能(UNECE法规019和038)。
替代地或并行地，该装置是旨在布置在车辆的前部或后部的信号指示装置。
在其要构造在前部的情况下，这些光度功能包括表示方向改变(UNECE规则006)，日间行车灯功能，首字母缩写DRL(UNECE规则087)，前部照明标记功能的功能。
在其要构造在后部的情况下，这些光度功能包括用于指示倒车的功能(UNECE规则023)，停车功能(UNECE规则007)，雾光束功能(UNECE规则019和038)，指示方向改变的功能(UNECE规则006)，后部照明标记功能。
或者，装置2用于照亮车辆内部，然后主要在车辆内部发光。
在下文中，装置2以非限制性的方式被描述为在旨在向车辆外部发射光的构造中。
参考图1，装置2包括外壳4和封闭玻璃6，其相互协作以在内部限定空腔8。
装置2还包括根据本发明的发光模块10，在下文中称为模块10，模块10完全或部分地设置在空腔8中。
参考图2，模块10被构造成产生光束F。例如，在图1的示例中，其被设置为朝向封闭玻璃发射该光束(封闭玻璃对于至少一部分光束F是透明的)。
发光模块10包括壳体12，发光源14，具有反射镜的模块16，成形光学器件18和冷却模块20。有利地，发光模块10还包括至少一个遮蔽元件22。
壳体12被构造成容纳模块的至少一部分元件。
壳体12有利地是刚性的。它具有例如平行六面体的整体形状。但是，其也可以是任何形状。
它由例如不透明的聚碳酸酯(首字母缩略词PC)制成。或者，壳体12例如由铝制成。
壳体12包括共同界定壳体的内部空间23的壁。
壳体12还包括第二开口O2和至少一个第一开口O1。这些开口布置在壳体的一个或多个壁中。开口有利地布置在不同的壁中。
第一开口O1和第二开口O2分别地形成如下所述的用于在内部空间中循环的流体流的入口，和流体流的出口。
例如，第一开口布置在壳体的侧壁中。此外，第二开口例如布置在壳体的另一个侧壁中。例如，这些侧壁彼此相对。
值得注意的是，作为变体，开口O1，O2被布置在相同的壁中。
在某些实施例中，壳体12包括多于一个的第一开口O1和/或多于一个的第二开口。在图2的例子中，壳体包括一个开口O1和多个开口O2。
发光源14(在下文中称为源14)形成模块10的发光芯部。换言之，其被设计为在发光模块内部发射光线。
发光源14包括被设计成发射光线的发光元件24，光学器件25和其上设置有发光元件的基板26。
发光元件24例如是发光二极管，其被构造为当用电能供电时产生光线。例如，发光元件24被构造为产生白色光线。
光学器件25被构造为对来自发光元件24的光线的至少一部分进行成形。这里，光学器件25被更具体地构造成对发光元件24发射的光线进行成形，使得这些光线的主要部分到达具有反射镜16的模块。有利的是，基本上由光学器件25成形的全部光线到达具有反射镜的模块。
例如，成形光学器件25包括透镜或由透镜形成。
成形光学器件25与发光元件24相对设置。例如，其相对于发光源14固定。
基板26形成用于发光元件的支架。此外，它被构造为用发光元件24的电能给发光元件24供电以产生光线。基板26包括或呈现为印刷电路板(首字母缩写词PCB)的形式。
可选地，源14还包括散热器28，散热器28热连接到基板26并且被构造为在源14工作时消散源14产生的热。
例如，散热器28包括多个冷却散热片30，冷却散热片30从安装在基板26的后表面上的散热器的基部延伸。
要注意的是，源可以包括控制模块(未示出)，该控制模块被设计成控制基板和发光元件以照亮和熄灭发光元件。
源14全部或部分地设置在布置在壳体12的壁中的容纳孔中。换句话说，源14完全或部分地通过壳体12的壁固定。替代地或平行地，源14相对于这个孔设置。这里，“相对”意味着至少一部分源在朝向孔的观察方向上通过孔是可见的。在图2的示例中，源14与该孔相对设置，耗散器通过孔部分地容纳。
此外，发光源14被设置为将其光线的至少一部分发射到具有反射镜16的模块。有利地，其被设置为使得其发射的光线的大部分到达具有反射镜16的模块。实际上，源14具有朝向具有反射镜16的模块定向的特许发射方向。
成形光学器件18被构造为转移来自源14的光线的至少一部分，以形成发光模块10的光束F。如下所述，到达它的光线主要来自由具有反射镜的模块16操作的反射。
“转移”意味着进入成形光学器件18的光线的传播方向不同于离开成形光学器件18的光线的方向。
例如，成形光学器件18包括透镜或由透镜形成。该透镜例如是会聚透镜。透镜被构造为例如准直通过透镜的光线。
例如，成形光学器件18通过壳体12的壁容纳。换句话说，在为此目的而设置并且布置在壁中的容纳孔内将成形光学器件18固定在壳体12上。所讨论的壁例如是壳体12的上壁(在图2的定向方向上)。该壁例如面向装置2的封闭玻璃6。
具有反射镜16的模块被构造为接收由源14产生的光线的至少一部分，并且将至少一部分返回到光学器件18。
更具体地，具有反射镜16的模块被构造为授权由模块10产生的输出光束F的不同区域的选择性照明和消光。换句话说，具有反射镜16的模块被构造成使得来自模块10的输出光束是像素化的光束，其不同的区域可以通过具有反射镜16的模块来控制照明和消光。
这样的模块例如已知为数字微反射镜装置的首字母缩略词DMD。
具有反射镜的模块16包括多个反射镜32和基板34。
每个反射镜32可选择性地移动。换句话说，每个反射镜都可以独立于其他反射镜移动。此外，每个反射镜都被设计成在至少两个位置之间移动：
--第一位置，在第一位置处，反射镜被设置成将从发光源14到达反射镜的光线朝成形光学器件18反射，
--第二位置，在第二位置处，反射镜被设置成将从发光源14到达其的光线反射离开成形光学器件18。
实际上，在第一位置处，反射镜各自被定向成使得从源14到达它们的光线被朝成形光学器件18反射并且导致输出光束。而且，在第二位置，反射镜被定向为使得到达反射镜的光线被反射到它们未导致输出光束的方向上。
例如，反射镜被构造为在第二位置处将由它们反射的光线发射到壳体12的壁。例如，它们被构造成使得它们全部将光线发送到同一壁。或者，它们被构造为将光线发送到由多个壁限定的壳体的区域。要注意的是，第二开口中的至少一个或第二开口有利地布置在处于第二位置时反射镜将光线返回到的壁中。
具有反射镜的模块16包括控制模块(未示出)，该控制模块被设计成以选择性的方式控制每个反射镜的移动。该模块例如安装在基板34上。例如，其位于反射镜32旁边。
基板34形成用于反射镜的支架。基板呈现为例如平板的形式。它具有例如金属化迹线，以用于将电能传输到反射镜以便使它们运动。
反射镜被设置成相对于它们所在的基板的表面突出。反射镜例如以形成一个或多个反射镜区域的方式设置在基板34上。例如，它们按照矩阵排列方式布置在每个区域内的基板上。这样的区域例如被称为“DMD芯片”。
有利地，具有反射镜16的模块的基板位于壳体外部。它例如与壳体12的壁相对设置，或者与壁接触。该壁有利地面向成形光学器件18。在图2的示例中，该壁是壳体12的下壁(在图2的定向方向上)。
所讨论的壁包括用于容纳和/或穿过反射镜32的孔。该孔例如与光学器件18相对地设置，反射镜朝向光学器件。例如，如图2所示，反射镜32容纳在所讨论的孔中。
模块16优选相对于壳体固定，使得反射镜和光学器件18的相对位置不随时间变化。有利地，反射镜32与成形光学器件18之间的距离包括在8mm与50mm之间。
可选地，具有反射镜16的模块包括散热器36，散热器36被设计为当装置2工作时使在具有反射镜16的模块处产生的热耗散。
例如，散热器36包括从固定到基板34的后表面的基部延伸的多个冷却散热片38。这些散热片例如在壳体12的壁的另一侧上延伸，具有反射镜16的模块被连接到所述另一侧。
冷却模块20被构造成冷却发光模块10。
更具体地，冷却模块20在本发明的范围内被设计成通过产生在由壳体12限定的内部空间内循环的至少一个流体流来冷却发光模块10。甚至更具体地，该流体流动被构造成在第一开口O1和第二开口O2之间的内部空间中循环。
实际上，取决于其数量，开口O1，O2在壳体的内部空间内限定一个或多个流体循环路线。冷却模块因此被构造成在该内部空间内产生一个或多个流体流。在图2的示例中，模块20因此在开口O1和开口O2之间产生流体流，并且在开口O1和另一开口O2之间产生另一流体流。
由冷却模块20导致运动的流体优选为气体。有利的是，它是空气。
冷却模块20包括至少一个风扇40。风扇40被构造成在工作时产生流体在其拥有的流体出口处的流体流。
例如，风扇40是轴向风扇。这些风扇也被称为螺旋风扇。换句话说，风扇包括螺旋桨和叶片，叶片通过围绕轴线转动而使流体沿着与螺旋桨的转动轴线大致平行地延伸的局部方向与叶片接触。
然而，可选地，风扇40是离心式风扇。这种类型的风扇包括流体的入口和出口，流体基本上垂直于风扇的可移动元件的转动轴线通过该出口排出。值得注意的是，这里的离心式风扇包括切向风扇，其中流体的入口也垂直于风扇出口。
有利的是，风扇与第一开口O1相对设置。换句话说，风扇包括的流体出口设置在第一开口的对面。为此目的，风扇在该开口附近例如固定在壳体12上。
但是，可选地，风扇40不与第一开口O1相对设置。例如，其然后从壳体12偏移。有利地，在这种构造中，冷却模块20还包括流体地连接风扇40和第一开口O1的流体循环导管。该导管被构造成将由风扇40导致运动的流体输送到第一开口O1。
在本发明的上下文中，有利的是，冷却模块20还被构造成产生第二流体流，该第二流体流被设计成以与发光源14接触的方式循环。更具体地，其被构造成使得第二流体流以接触其散热器28的方式循环。
然后可以设想几个实施例。
在图2所示的实施例中，流体流在第一开口和第二开口之间循环，第二流体流由冷却模块20的相同风扇40产生。例如，来自风扇40的流体的输出具有与第一开口相对的部分以及与源14的耗散器28相对的部分。
可选地，冷却模块20包括用于产生在内部空间内循环的流体流的至少一个第一风扇和不同于第一风扇的至少一个第二风扇，第二风扇用于产生用于冷却源14的第二流体流。
可选地并且如图2所示，冷却模块20包括风扇44，该风扇44设置在具有反射镜16的模块的散热器36的对面。风扇44被构造为使流体以与该散热器接触的方式循环，以改善从具有反射镜的模块中排出热。
遮蔽元件22被构造成防止来自反射镜的光线通过至少一个第二开口O2离开壳体12。
更具体而言，遮蔽元件22被设计成防止由反射镜反射的光线通过开口或多个开口O2离开，这些光线位于第二位置并且沿着具有反射镜16的模块和第二开口O2之间的光学路线。
遮蔽元件22例如呈现为材料叶片的形式。这个叶片有任何形状。例如，它是平坦的。或者，它是弯曲的。
通常，遮蔽元件22具有对由源14产生的光不透明的表面。该表面设置在具有反射镜的模块16与第二开口之间的光学路线上，该表面与所讨论的光学路线相交使得光线不会到达第二开口O2。
可以设想遮蔽元件22的几种构造。
在图2的构造中，遮蔽元件22从制造有第二开口或多个第二开口O2中的一个的壁延伸。然后中形成例如从墙壁延伸的唇缘。然后其延伸到内部空间23中和/或壳体外部。
在替代构造中(由图2中的点示出)，遮蔽元件22远离其中布置有第二开口或多个第二开口O2中的一个的壁。
例如，遮蔽元件22在内部空间内延伸。遮蔽元件22例如从壳体12的一个壁延伸到不支撑开口O2的另一壁，在开口O2中，该遮蔽元件22通过其端部被固定。
有利的是，如图2所示，模块包括至少两个遮蔽元件。
例如，它们都从壳体的壁伸出。两个遮蔽元件在它们之间界定用于使流体循环通过所述第二开口或第二开口O2离开壳体12到壳体12外部的通道。
无论设想的构造如何，有利地，由冷却模块20产生并在壳体12的内部空间中循环的至少一个流体流以与至少一个遮蔽元件22接触的方式循环。
现在将参照附图特别是图2来描述根据本发明的发光模块10的功能。
由发光源14发射的在由发光模块10的壳体12限定的内部空间内的光线导致发光装置2开始工作。
这些光线的至少一部分被发送到具有反射镜16的模块，根据反射镜在对应时间所在的位置，反射镜16朝成形光学器件反射这些光线或将这些光线反射远离成形光学器件。
例如，根据在给定时刻时期望的光束F，每个反射镜的位置随着时间而改变。
由具有反射镜16的模块反射远离成形光学器件18的光线引起模块10内部的热聚集，特别是反射镜在第二位置将光反射到的壳体区域内的热聚集。此外，由源朝向具有反射镜16的模块周围的壁发射的光线也导致该热。
并行地，冷却模块20产生流体流或多个流体流，该流动流通过第一开口O1穿过壳体并且在壳体的内部空间中循环，潜在地以与遮蔽元件或元件22接触的方式通过。该流或这些流通过一个或多个第二开口排出。
此外，第二流体流以与源14接触的方式循环。
再次平行地，一个或多个遮蔽元件22防止由布置在第二位置的反射镜反射的光线通过一个或多个开口O2离开。
本发明具有几个优点。
首先，冷却模块的存在使得能够基本上在装置2工作时以通常的方式降低装置2的温度。
当除了流体流之外冷却模块还产生引向源14的第二流体流时，该效果甚至更加明显。
由于光源到模块16的不完美的方向性，热易于蓄积在壳体中，特别地在具有反射镜的模块的附近，以及在反射镜在第二位置将光反射到的壳体区域，因此热有利地消散。
另一方面，遮蔽元件的使用在这样的构造中是特别有利的，在该构造中，流体流在由反射光远离成形光学器件的反射镜强烈加热的壳体区域中循环。实际上，一个或多个第二开口的存在不会导致这些光线通过在壳体中形成的这些开口离开。因此，不需要在模块10上添加特定的外部设备，以获得与当前装置相同的光学输出。
因此，根据本发明的发光模块导致显著地衰减对发光装置的不同元件施加应力的热，同时不降低所获得的光输出。
在以上描述中，源，具有反射镜的模块和成形光学器件已经被描述为容纳在壳体的壁的孔中。根据本发明的变型，发光源14，光学器件18和/或具有反射镜16的模块与孔相对，但不直接设置在孔中。
值得注意的是，本发明还涉及一种发光模块，特别是用于机动车辆的发光模块，包括：
-限定内部空间的壳体，
-成形光学器件，所述成形光学器件被设计成使光线成形以形成来自发光模块的输出光束，
-发光源，所述发光源被设计成在内部空间中发射光线，
-散热器，所述散热器被设置为消散由光线的发光源产生的至少一部分热，
-反射镜的模块，反射镜的所述模块被设置成接收由所述发光源发射的所述光线的至少一部分，具有反射镜的所述模块包括多个反射镜，每个反射镜都能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置处，相应的反射镜被设置成将从发光源到达其的光线朝成形光学器件反射，在第二位置处，相应的反射镜被设置成将从发光源到达其的光线反射远离成形光学器件，
所述发光模块还包括冷却模块，所述冷却模块被构造成产生以与发光源的散热器接触的方式循环的流体流，以冷却所述发光源。

Claims (17)

1.一种用于机动车辆的发光模块，包括：
壳体，所述壳体限定内部空间并包括第二开口和至少一个第一开口，
成形光学器件，所述成形光学器件被设计成使光线成形以形成来自发光模块的输出光束，
发光源，所述发光源被设计成在内部空间中发射光线，
具有反射镜的模块，所述模块被设置成接收由所述发光源发射的所述光线的至少一部分，具有反射镜的所述模块包括多个反射镜，每个反射镜都能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置处，相应的反射镜被设置成将从发光源到达其的光线朝成形光学器件反射，在第二位置处，相应的反射镜被设置成将从发光源到达其的光线反射远离成形光学器件，
所述发光模块还包括冷却模块，所述冷却模块被构造成产生在所述第一开口与所述第二开口之间在所述内部空间内循环的流体流，以冷却所述发光模块，反射镜的至少一部分被设置成在第二位置处将从发光源到达其的光线朝壳体的至少一个壁反射，第二开口形成在所述至少一个壁中。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其中，
发光模块包括设置在具有反射镜的模块与第二开口之间的光学路线上的至少一个遮蔽元件，所述遮蔽元件被构造为防止来自反射镜并且沿着所述光学路线的光线通过第二开口离开壳体。
3.根据权利要求2所述的发光模块，其中，
所述遮蔽元件从所述壁延伸。
4.根据权利要求2或3所述的发光模块，其中，
所述流体流以与所述遮蔽元件接触的方式循环。
5.根据权利要求2至3中任一项所述的发光模块，其中，
所述发光模块包括从所述壁延伸的至少两个遮蔽元件，所述两个遮蔽元件在它们之间限定用于使流体循环通过第二开口离开壳体到壳体外部的通道。
6.根据权利要求1所述的发光模块，其中，
所述第二开口形成从所述壳体开口的流体流出口。
7.根据权利要求1至3和6中任一项所述的发光模块，其中，
所述壳体包括多个第二开口，所述冷却模块被构造成产生多个流体流，每个流体流在第一开口和第二开口中的一个之间循环。
8.根据权利要求1至3和6中任一项所述的发光模块，其中，
所述发光源包括散热器，所述散热器被设置成穿过所述壳体或者设置在所述壳体的外部，所述冷却模块还被构造成产生以与散热器接触的方式循环的第二流体流。
9.根据权利要求8所述的发光模块，其中，
冷却模块包括风扇。
10.根据权利要求9所述的发光模块，其中，
所述风扇被构造成同时产生在所述壳体的所述内部空间中循环的流体流，和以与所述散热器接触的方式循环的第二流体流。
11.根据权利要求9或10所述的发光模块，其中，
来自所述风扇的流体的出口被布置为与所述第一开口相对。
12.根据权利要求9所述的发光模块，其中，
所述冷却模块包括将来自所述风扇的流体的出口流体地连接至所述第一开口的循环导管。
13.根据权利要求9至10和12中任一项所述的发光模块，其中，
风扇是轴向风扇。
14.根据权利要求9至10和12中任一项所述的发光模块，其中，
所述风扇是离心式风扇。
15.一种用于机动车辆的发光装置，其特征在于，发光装置包括根据前述权利要求中任一项所述的发光模块。
16.根据权利要求15所述的发光装置，其特征在于，所述发光装置是机动车辆照明和/或信号指示装置。
17.根据权利要求15或16所述的发光装置，其中，
所述发光装置被构造为实现一个或多个光度功能。
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