CN109210485A - 照明装置的光学模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光学模块(100)，特别是用于机动车辆(1)的照明或信号指示装置(10)，该光学模块(100)包括印刷电路板(110)和后部光学组件(120)，该印刷电路板(110)装备有至少一个光源(111)，特别是发光二极管型光源，所述后部光学组件(120)包括朝向至少一个光源(111)布置的至少一个准直器(121)，特别是菲涅耳型准直器(121)，其特征在于，所述光学模块(100)包括与后部光学组件(120)不同的前部光学组件(130)，该前部光学组件(130)设置有正面(131)，并且包括至少两个横向照明表面(132)，该横向照明表面(132)在纵向方向上布置在不同高度处，以构成阶梯总体形状的至少两个台阶，前部光学组件(130)与后部光学组件(120)直接接触地固定。

Description

照明装置的光学模块
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的照明或信号指示装置的光学模块。本发明还涉及一种包括这种光学模块的照明或信号指示装置。本发明还涉及一种装备有这种照明或信号指示装置和/或具有这种光学模块的机动车辆。最后，本发明涉及一种用于制造这种照明或信号指示装置的方法。
背景技术
除了夜间行车灯功能之外，机动车辆照明或信号指示装置通常包括日间行车灯功能(也称为“DRL”功能)，和/或位置灯功能和/或指示灯功能。为了执行DRL功能和/或位置灯功能，这种照明或信号指示装置大体上包括设置有与光学组件相关联的至少一个光源的光学模块。光学模块通常至少部分可见。
发明内容
本发明的目的是提出一种简单且成本效益好地制造展示特定形状的机动车辆照明或信号指示装置的光学模块的解决方案。本发明的另一目的是提出一种光学模块以及一种易于装配的包含这种光学模块的照明或信号指示装置。
为了实现该目的，本发明涉及一种光学模块，特别是用于机动车辆的照明或信号指示装置，该光学模块包括印刷电路板和后部光学组件，该印刷电路板装备有至少一个光源，特别是发光二极管型光源，该后部光学组件包括朝向至少一个光源布置的至少一个准直器，特别是菲涅耳型准直器，光学模块包括与该后部光学组件不同的前部光学组件，该前部光学组件设有正面，并且包括至少两个横向照明表面，该至少两个横向照明表面在纵向方向上布置在不同高度处，以构成阶梯总体形状的至少两个台阶，该前部光学组件与后部光学组件直接接触地固定。
后部光学组件和前部光学组件可以各自采取单个单件式部件的形式，后部光学组件和前部光学组件各自包括至少一个定位装置。
该至少一个定位装置可以包括孔。
后部光学组件可以包括与印刷电路板的孔和/或凹部相配合的突起，以固定后部光学组件和印刷电路板。
后部光学组件和前部光学组件可以包括有助于其各自的固定的接触表面。
本发明还涉及一种用于机动车辆的照明或信号指示装置，其包括由壳体和玻璃构成的罩体，罩体接纳如上文所定义的光学模块，壳体包括至少一个用于定位光学模块的装置和至少一个用于固定光学模块的装置。
用于机动车辆的照明或信号指示装置可以包括用于定位光学模块的装置，该装置包括至少两个杆，特别是从壳体的后壁向壳体的前部纵向地或基本上纵向地延伸的至少两个杆，照明或信号指示装置可能包括用于固定光学模块的装置，该装置包括至少一个桩，特别是从壳体的后壁向壳体的前部纵向地或基本上纵向地延伸的有至少一个具有头部的桩。
壳体可以包括由后部和前部光学组件二者共用的至少一个定位装置。
至少一个用于固定光学模块的装置可以包括构成在前部光学组件中的至少一个开口，其与形成在壳体的前部上的至少一个凸片配合。
本发明还涉及一种包括如上文所定义的照明或信号指示装置和/或如上文所定义的光学模块的机动车辆。
本发明最后涉及一种用于制造如上文所定义的照明或信号指示装置的方法，包括以下步骤：
-特别地通过夹紧固定，将包括至少一个准直器的后部光学组件以使至少一个光源朝向后部光学组件的方式装配在印刷电路板上，
-特别地通过使桩具有头部，将包括后部光学组件和印刷电路板的组件固定在壳体中，
-将前部光学组件装配在后部光学组件上和壳体上，使得前部光学组件自身与后部光学组件直接接触。
将前部光学组件装配在壳体上的步骤可以包括在壳体的凸片处接合到前部光学组件的凸耳中的至少一个开口的步骤。
该制造方法可以包括将控制至少一个光源的控制单元(特别是合并入印刷电路板中的控制单元)连接到壳体的相应连接器的步骤。
附图说明
从下朝向本发明的一个实施例的描述中，其它优点和特征将更清楚地显现出来，该实施例通过完全非限制性的示例给出并在附图中示出，图中：
图1示出根据本发明的一个实施例的机动车辆的示意图。
图2示出根据本发明的一个实施例的机动车辆照明或信号指示装置的正视图。
图3示出根据本发明的实施例的机动车辆照明或信号指示装置的纵向横向平面的截面图。
图4示出根据本发明的实施例的机动车辆照明或信号指示装置的纵向横向平面的截面细节图。
图5示出根据本发明的一个实施例的光学模块的后部光学组件的透视图。
图6示出根据本发明的一个实施例的光学模块的前部光学组件的透视图。
图7示出根据本发明的一个实施例的光学模块的第一部分的分解透视图。
图8示出根据本发明的实施例的光学模块的第一部分的透视图。
图9示出根据本发明的实施例的照明或信号指示装置的局部正视图。
图10示出根据本发明的实施例的照明或信号指示装置的局部透视图。
图11示出根据本发明的实施例的照明或信号指示装置的垂直纵向平面的截面图。
具体实施方式
机动车辆沿直线移动的方向被定义为纵向(X轴)。按照惯例，垂直于纵向并且位于与地面平行的平面中的方向称为横向(Y轴)。垂直于另外两个方向的第三方向称为垂直方向(Z轴)。在纵向方向中朝向机动车辆前部的方向由图1中的箭头表示，并且对应于机动车辆前进的一般方向。显然，前进方向与后退方向相反。
图1示意性地示出包括根据本发明的一个实施例的照明或信号指示装置10的机动车辆1。照明或信号指示装置10包括根据本发明的一个实施例的光学模块100。
以下描述涉及布置在如图2所示的左前方(即主要照亮前方和左侧，或主要在机动车辆1的左前角处发出信号)的照明或信号指示装置10。显然，机动车辆1还包括布置在右前方的照明或信号指示装置，其与装置10相同或基本相同，其形状通过关于机动车辆1的纵向垂直中间平面对称而获得。
如图3所示，机动车辆1的照明或信号指示装置10特别地包括由壳体11和前灯或后灯玻璃12或外透镜构成的罩体13。罩体13还接纳光学模块100。光学模块100包括装备有至少一个光源111的印刷电路板110。优选地，该至少一个光源111是发光二极管型。
光学模块100还包括后部光学组件120，该后部光学组件120优选地包括朝向至少一个至少一个光源111布置的准直器121，例如菲涅耳型准直器121。光学模块100还包括优选地与后部光学组件120不同的前部光学组件130。前部光学组件130设置有正面131，该正面131包括基本上沿着垂直横向平面延伸的至少两个照明表面132。这些至少两个横向照明表面132在纵向方向上布置在不同高度处，以构成阶梯总体形状的至少两个台阶。在所示的实施例中，正面131包括具有五个台阶的总体阶梯形状。优选地，前部光学组件130沿着纵向方向X与后部光学组件120直接接触地堆叠。换句话说，后部光学组件120的至少一个接触表面125(优选地是平坦的或基本上平坦的)装配在前部光学组件130的相应的接触表面135(优选地是平坦的或基本上平坦的)。接触表面125、135优选地与垂直横向平面YZ平行或基本上平行，即优选地与纵向轴线X垂直或基本上垂直。其原因是为了促进前部光学组件130沿着纵向轴线X精确地堆叠在后部光学组件120上。显然，接触表面125、135可以分别形成在具有能够彼此一致或适配到彼此中的形状的后部光学组件120和前部光学组件130上。
如前文所述和图4所示，后部光学组件120包括至少一个准直器121。准直器121的目的是使与准直器121相关联的光源111发出的光的光线112平行于或基本上平行于机动车辆1的纵向轴线地对齐。因此，准直器121在纵向方向上朝向或基本上朝向与其相关联的光源111地对齐。
图5示出后部光学组件120。优选地，后部光学组件120包括五个准直器121，其沿着垂直方向或沿着相对于垂直方向倾斜的方向一个在另一个上方地布置。具体而言，根据所示的实施例，五个光源111沿着垂直方向或沿着相对于垂直方向倾斜的方向一个在另一个上方均匀地布置在印刷电路板110上。更一般地，在印刷电路板110包括n个光源111的情况下，后部光学组件120显然包括n个准直器121，即每个光源111具有一个准直器121。
图6示出前部光学组件130。前部光学组件130用于与后部光学组件120不同的目的。前部光学组件130使光的光线112重新定向，该光线112在离开至少一个准直器121之后，经由前部光线组件130的背面以平行的纵向取向进入，沿着选定的照明方向(如图4所示)经由正面131离开前部光学组件130。在印刷电路板110装备有单个光源111的情况下，前部光学组件130包括至少两个横向照明表面132。“横向照明表面”的意思是基本上横向延伸的照明表面132。如所解释的那样，这些横向照明表面132执行以选定的、标准角度分布照明的光学功能，因此实际上具有弯曲的而不是平面的表面。至少两个横向照明表面132优选地沿着纵向方向布置在不同高度处，以构成阶梯总体形状的至少两个台阶。如图6中特别示出的那样，每个光源111使用五个横向照明表面132。在包括设置有五个光源111的印刷电路板110的所示实施例中，二十五个横向照明表面132由此以五个垂直叠覆的行(每行五个表面132)形成在正面131上。每个光源111与仅一行或一列133(五个)横向照明表面132相关联。因为同一行133的五个横向照明表面132在纵向方向上处于不同的高度，它们构成阶梯总体形状的五个台阶。在一种替代形式中，横向照明表面132的行133可以沿着一个或多个倾斜方向延伸，具有垂直分量。它们可能或可能不相互平行。行133的端部133′，133″可以垂直对齐或基本上垂直对齐，或者可选择地可以被偏移给定量，即相对于彼此均匀地偏移。显然，这些行133也可以不均匀地偏移。优选地，同一行133的横向照明表面132并排设置，各表面132之间在横向方向中具有零或接近零的空间。
显然，前部光学组件130可以包括少于五行133的横向照明表面132或多于五行133。前部光学组件130还可以包括少于五列134的横向照明表面132或多于五列134。实际上，行133和/或列134的数量特别地取决于所寻求的风格。
优选地，如图6所示，并排布置在同一列134中的两个横向照明表面132间隔开。因此，同一列134的两个表面132之间的这种空间可以有利地构成附加的光学表面132′。各附加的光学表面132′由此用于光学目的，并且例如是平面的或基本上平面的。
如图3、4、6、7、8以及更具体地图9和10中所示，壳体11包括用于定位光学模块100的装置。这些用于定位光学模块100的装置包括例如至少两个销17，优选地，至少两个销17从壳体11的后壁19朝向壳体11的前部纵向或基本上纵向延伸。有利地，如图10所示的实施例那样，三个销17从壳体11的后壁19延伸出。优选地，根据光学模块100用于光学目的的区域的垂直方向，销17布置在各侧。显然，四个或更多的销17也可以是合适的。“销”的意思是旋转圆柱体，即沿着其长度具有圆形或基本上圆形且恒定或基本上恒定的横截面的圆柱体。可选择地，从壳体11的后壁19向前纵向延伸、沿着其长度具有非圆形且恒定或基本上恒定的横截面的另一类型的突起可以是适合的。优选地，后部光学组件120包括至少一个定位装置。每个定位装置可以包括至少两个孔127(特别是钻孔型)，其轴线沿着纵向或基本上纵向。如图8和10所示，优选地三个孔127(各孔127优选地形成在后部光学组件120的凸耳129中)旨在适配在壳体11的三个销17上。
优选地，前部光学组件130还包括至少一个定位装置。每个定位装置可以包括至少两个孔137(例如具有纵向或基本上纵向的轴线的钻孔型)。如图6和9所示，三个孔137(优选地各孔127形成在前部光学组件130的凸耳139中)旨在适配在壳体11的三个销17上。
在所选择的实施例中，两个光学组件(后部光学组件120和前部光学组件130)具有三个不同的凸耳129、139，其沿着轴线X、Y、Z围绕各光学组件的外围最佳地分布，构成三个宽间隔的平面表面，保证精确定位。
本发明还涉及一种制造照明装置的方法。有利地，如将在下文详细描述的那样，通过沿着纵向轴线X的无螺纹装配来获得照明或信号指示装置10以及特别是光学模块100。
具体地，如主要在图7和8中所示，平面或基本上平面的印刷电路板110能够与后部光学组件120装配在一起。当装配在一起时，包括设置有n个光源111的印刷电路板110的组件和包括n个准直器121的后部光学组件120构成了光学模块100的第一部分150。为此，在印刷电路板110中形成孔和/或凹部113。这些孔和/或凹部113，例如通过夹紧固定，与后部光学组件120的突起123配合。这些突起123纵向或基本上纵向地向后延伸，并且优选地具有设置有倒角123′的后端，倒角123′可能设置有凹口123″。这些凹口123″使印刷电路板110和后部光学组件120保持就位，在装配时，一个或多个准直器121可以作为沿着纵向方向的端部止动件。可以强调的是，突起123的位置就像孔113的位置一样在光学模块100用于光学目的的区域之外。除了将后部光学部件120固定在印刷电路板110上之外，这些突起123和孔113也用于防错目的。具体而言，只可能将后部光学组件120与印刷电路板110装配成使得各光源111朝向与该至少一个光源111相关联的准直器121，并关于该准直器121完全居中。当然，作为可选方案，可以使用将后部光学组件120固定在印刷电路板110上的任何其他装置。
如主要在图10中所示的那样，然后将光学模块100的第一部分150插入照明装置的壳体11中。注意，印刷电路板110就位成朝向后方。壳体11的上述销17通过与后部光学组件120的孔127配合来提供精确定位。优选地，印刷电路板110的孔117适配在销17上，由此有助于第一部分150在壳体11中的精确定位。
壳体11还包括用于固定光学模块100的装置。壳体11首先包括用于将第一部分150固定在壳体11上的装置。然后，壳体11还包括用于将前部光学组件130固定在壳体11上的装置。
用于将光学模块100的第一部分150固定在壳体11上的装置包括例如至少一个桩16。优选地，至少一个桩16从壳体11的后壁19朝向壳体11的前方纵向或基本上纵向地延伸。在所示实施例中，单个桩16在光学模块100用于光学目的的区域之外布置在壳体11中。该桩16优选地沿着其长度具有圆形或基本上圆形且恒定或基本上恒定的横截面。因此，在装配时，桩16在穿过后部光学组件120的孔126之前穿过形成在印刷电路板110中的凹部116。优选地，孔126位于旨在与前部光学组件130的接触表面135接触的接触表面125上。为了限制或甚至消除光学模块100的第一部分150与壳体11之间的任何运动，当第一部分150已经适配在销17和桩16上时，桩16然后被形成为具有头部。更具体地，桩16的朝向前方的端部被加热，使得它以这种方式变形，以使其材料在比其横截面更大的表面面积上展开。因此，由壳体11、印刷电路板110和后部光学组件120组成的叠层被阻挡在该桩16处，该桩16将第一部分150固定在壳体11上。上述定位装置和该具有头部的桩防止这些部件的任何相对运动。注意，沿着其长度恒定或基本上恒定的桩16的不同横截面可以是适合的。根据一种替代形式，也可以使用更多数量的桩16、凹部116和相关联的孔126。
壳体11还包括用于将前部光学组件130固定在壳体11上的装置。如图6和9所示，这些固定装置包括制成在前部光学组件130中的至少一个开口138，该开口138与横向照明表面132相隔一定距离，即与用于光学目的的区域相距一定距离。在所示实施例中，在前部光学组件130的两个(顶部和底部)凸耳140中的每一个上构成一个开口138。两个凸耳140在垂直方向上形成在横向照明表面132的每一侧。每个开口138旨在可能地通过夹紧固定与优选地构成在壳体11的前部上的凸片18配合。作为可选方案，该凸片用于正确地定位光学组件，并且使用粘合接合完成固定。如上所述，前部光学组件130设置有孔137，在图6中可见，其与壳体11的销17配合，用于定位目的。在该实施例中，孔137由此叠置在后部光学组件120的孔127上，印刷电路板111和壳体11的相同的销17保证两个光学组件120、130的正确定位。这种方法的优点在于它优化了组件的各部件相互之间的正确固定。作为可选方案，当然可以设置用于各光学组件的一个或多个不同的销。此外，有利地注意到，前部光学组件130的定位一方面涉及经由接触表面125、135与后部光学组件120直接接触地定位，另一方面涉及直接定位在壳体11上：这种装配使得可以保证光学模块的各部件的正确的相对定位，以及整体在壳体中的正确定位，具有良好的抗振性。在装配前部光学组件130之后，获得图11所示的叠层，第一部分150夹在壳体11的后壁19和前部光学组件130之间。
前部光学组件130、后部光学组件120和印刷电路板110在垂直横向平面YZ中关于彼此的相对定位是精确的很重要。记住，印刷电路板110支撑至少一个光源111，其光束112在被前部光学组件130(特别是在横向照明表面132处)重新定向之前由后部光学组件120的至少一个准直器121定向。
因此，制造照明或信号指示装置10的方法包括以下步骤：
-例如通过夹紧固定，将包括至少一个准直器121的后部光学组件120装配在印刷电路板110上，使得印刷电路110的至少一个光源111朝向后部光学组件120，以获得光学模块100的第一部分150，
-例如通过铆固将光学模块100的第一部分150固定在壳体11中，
-例如通过将壳体11的至少一个凸片18夹紧固定到形成在前部光学组件130中的至少一个开口138，使得前部光学组件130与后部光学组件120直接接触，将前部光学组件130装配在光学模块100的第一部分150和壳体11上，前部光学组件130的正面131朝向壳体11的前方。
如上所述，在将前部光学组件130装配在光学模块100的第一部分150和壳体11上的步骤之后，优选地紧接着在壳体11的至少一个凸片18处进行粘合接合步骤，该凸片18与前部光学组件130的凸耳140中的至少一个开口138配合。
另外，例如在将光学模块100的第一部分150装配到壳体11中的步骤之前，该方法包括将控制至少一个光源111的控制单元114连接到壳体11或可选择地连接到线束的步骤。有利地，控制单元114集成在印刷电路板110中和/或优选地放置在与支撑至少一个光源111的表面相反的表面上。
有利地，每个光学组件120、130通过注射成型获得，例如通过PC或PMMA型材料的注射成型。具体而言，各后部和前部光学组件120、130采用具有与获得它的方法兼容的尺寸的单个单件式部件的形式。
注意，该解决方案因此实现了提出一种用于机动车辆1的照明或信号指示装置10的光学模块100的期望目标，该光学模块100具有复杂的形状，易于装配和经济地生产。
当然，本发明不限于所述实施例。特别地，前后两个光学组件可以具有略微不同的形状、执行相同的功能。定位装置可以在数量上不同和/或可以采用不同的形式。同样，用于固定光学组件的装置可以不同，是机械式和/或使用粘合接合。
尽管该描述对应于位于机动车辆1前部的照明或信号指示装置10，但是其可以适用于布置在后部的装置，例如包括刹车灯功能和/或后部位置灯功能和/或后雾灯功能的装置。
本发明特别适合于机动车辆照明或信号指示装置的光学模块。本发明还涉及一种包含这种光学模块的照明或信号指示装置。本发明还涉及一种结合有这种照明或信号指示装置或这种光学模块的机动车辆。最后，本发明涉及一种制造这种照明或信号指示装置的方法。

Claims (13)

1.一种光学模块(100)，特别是用于机动车辆(1)的照明或信号指示装置(10)，所述光学模块(100)包括印刷电路板(110)和后部光学组件(120)，所述印刷电路板(110)装备有至少一个光源(111)，特别是发光二极管型光源，所述后部光学组件(120)包括朝向所述至少一个光源(111)布置的至少一个准直器(121)，特别是菲涅耳型准直器(121)，
其特征在于，所述光学模块(100)包括与所述后部光学组件(120)不同的前部光学组件(130)，所述前部光学组件(130)设有正面(131)并且包括至少两个横向照明表面，所述至少两个横向照明表面在纵向方向上被布置在不同高度处，以构成阶梯总体形状的至少两个台阶，所述前部光学组件(130)与所述后部光学组件(120)直接接触地固定。
2.根据前述权利要求所述的光学模块(100)，其特征在于，所述后部光学组件(120)和所述前部光学组件(130)各自采用单个单件式部件的形式，所述后部光学组件(120)和所述前部光学组件(1即)各自包括至少一个定位装置。
3.根据前述权利要求所述的光学模块(100)，其特征在于，至少一个定位装置包括孔(127、137)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的光学模块(100)，其特征在于，所述后部光学组件(120)包括与所述印刷电路板(110)的孔和/或凹部(113)配合的突起(123)，用于固定所述后部光学组件(120)和所述印刷电路板(110)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的光学模块(100)，其特征在于，所述后部光学组件(120)和所述前部光学组件(130)包括有助于它们各自的固定的接触表面(125、135)。
6.一种机动车辆(1)的照明或信号指示装置(10)，包括由壳体(11)和玻璃(12)形成的罩体(13)，所述罩体(13)接纳根据前述权利要求中任一项所述的光学模块(100)，其特征在于，所述壳体(11)包括至少一个用于定位所述光学模块(100)的装置和至少一个用于固定所述光学模块(100)的装置。
7.根据前述权利要求所述的机动车辆(1)的照明或信号指示装置(10)，其特征在于，其包括用于定位所述光学模块(100)的装置，所述用于定位所述光学模块(100)的装置包括至少两个杆(17)，特别是从所述壳体(11)的后壁(19)向所述壳体(11)的前部纵向地或基本上纵向地延伸的至少两个杆(17)，并且其特征在于，其包括用于固定所述光学模块(100)的装置，所述用于固定所述光学模块(100)的装置包括至少一个桩(16)，特别是从所述壳体(11)的后壁(19)向所述壳体(11)的前部纵向地或基本上纵向地延伸的至少一个具有头部的桩(16)。
8.根据前述权利要求所述的机动车辆(1)的照明或信号指示装置(10)，其特征在于，所述壳体(11)包括由所述后部光学组件(120)和前部光学组件(130)二者共用的至少一个定位装置。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的机动车辆(1)的照明或信号指示装置(10)，其特征在于，所述至少一个用于固定所述光学模块(100)的装置包括形成在所述前部光学组件(130)中的至少一个开口(138)，所述至少一个开口(138)与形成在所述壳体(11)的所述前部上的至少一个凸片(18)配合。
10.一种机动车辆(1)，其特征在于，所述机动车辆(1)包括根据权利要求6至9中任一项所述的照明或信号指示装置(10)和/或根据权利要求1至5中任一项所述的光学模块(100)。
11.一种根据权利要求6至9中任一项所述的照明或信号指示装置(10)的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：
-特别地通过夹紧固定，将包括至少一个准直器(121)的所述后部光学组件(120)以使所述至少一个光源(111)朝向所述后部光学组件(120)的方式装配在所述印刷电路板(110)上，
-特别地通过使所述桩(16)具有头部，将包括所述后部光学组件(120)和所述印刷电路板(110)的组件固定在所述壳体(11)中，
-将所述前部光学组件(130)装配在所述后部光学组件(120)上和所述壳体(11)上，使得所述前部光学组件(130)自身与所述后部光学组件(120)直接接触。
12.根据前述权利要求所述的制造方法，其特征在于，将所述前部光学组件(130)装配在所述壳体(11)上的步骤包括：在所述壳体(11)的凸片(18)处接合到所述前部光学组件(130)的凸耳(140)中的至少一个开口(138)的步骤。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：将控制所述至少一个光源(111)，特别是合并入所述印刷电路板(110)的控制单元(114)，连接到所述壳体(11)的相应连接器的步骤。
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