CN111372815A - 照明模块和车辆头灯 - Google Patents

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Abstract

照明模块，所述照明模块包括第一电路板（10）和第二电路板（20），其中在所述第二电路板（20）上布置至少一个光源（21‑23）。所述第一电路板（10）和所述第二电路板（20）相对于彼此以通过第一和第二电路板（10、20）的相应的导体层所围出的角度来布置并且通过至少一个弹簧接触元件（30‑35）来彼此导电连接。在所述第一电路板（10）与所述第二电路板（20）之间的角度（8）在45°与135°之间、优选地在80°与100°之间并且特别优选地为90°。

Description

照明模块和车辆头灯
技术领域
本发明涉及一种照明模块，该照明模块包括第一电路板和第二电路板，其中在第二电路板上布置至少一个光源。
本发明还涉及一种车辆头灯、尤其是机动车（KFZ）头灯。
背景技术
在现代车辆头灯、尤其是机动车（KFZ）头灯或照明模块、尤其是这种可产生可变光分布的照明模块中，越来越多地使用非常明亮的光源、大多数以高电流LED或激光二极管为形式的半导体二极管。在此，高电流LED的电流消耗可以是几安培。为了使电损耗保持得小，引导电流的连接线应该短并且因此相关的电路部分应该在几何上尽可能彼此靠近。然而，由于几何上的靠近，对在从有很高的电流流经的第一电路部分到包含敏感的电子组件的第二电路部分的电磁过耦合方面的不符合期望的干扰的易感性升高。这些干扰不符合期望并且应该被避免或减少。
到目前为止，这常常通过费事并且昂贵的屏蔽装置、被屏蔽并且固定焊接的线路和被屏蔽的插拔连接来实现，它们还可能由于所需的结构空间大并且装配复杂和昂贵而具有缺点。
此外，插拔连接具有如下缺点：在装配时，例如由于将插头与所分配的插座连接，如果两个电路板彼此垂直地（normal）布置（这在车辆头灯或照明模块中又常常可能是必需的），则有相对大的力可作用于这些电路板上。
此外，例如由于在车辆中的运行期间的热作用而可能在经由非弹性连接、例如通过插拔连接来彼此连接的两个电路板之间出现不符合期望的机械应力。
在照明模块中，使用裸露的线路来连接两个电路板常常不利，因为这些线路常常必须附加地被固定，例如通过束线带或线缆通道来固定，以便例如减少由于车辆的振动而造成的不符合期望的机械负载传播到这些线路和电路板上。
发明内容
本发明的任务是克服现有技术中的缺点。
该任务通过开头提到的类型的、尤其是用于机动车（KFZ）头灯的照明模块来解决，其方式是第一电路板和第二电路板相对于彼此以通过第一和第二电路板的相应的导体层所围出的角度来布置并且通过至少一个弹簧接触元件来彼此导电连接，并且在第一电路板与第二电路板之间的角度在45°与135°之间、优选地在80°与100°之间并且特别优选地为90°。
由此实现了第一和第二电路板以简单的方式可靠地彼此连接。还可以通过一个或多个弹簧接触元件来补偿机械装配公差。此外，在装配期间几乎没有力作用于首次装配的电路板上，因为装配力被弹簧接触元件吸收。
因此，使用弹簧接触元件非常有利，因为弹簧接触元件可以通过自动化的标准组装方法被装配在电路板上。由此，可以降低加工步骤的数量并且因而降低装配成本。
特别有利的是：与弹簧接触元件相对应的接触面可以非常简单地以金属化面的形式在电路板本身上被制造，并且不需要单独的构件，所述单独的构件可能会分别形成与弹簧接触元件的对应侧。
弹簧接触元件和相对应的接触面的组合允许经由所建立的电连接来引导高电流（15安培以及更多）。
这样的连接尤其适合于制造低欧姆连接、例如接地连接或用于保护以防电磁干扰的EMV连接。
在第一实施变型方案中，第一电路板具有至少一个接触面，该至少一个接触面被设置用于支撑至少一个弹簧接触元件。该至少一个弹簧接触元件布置在第二电路板上。
在第二实施变型方案中，在第一电路板上布置所述至少一个弹簧接触元件。第二电路板具有至少一个接触面，该至少一个接触面被设置用于支撑该至少一个弹簧接触元件。
有利的是：该至少一个接触面构造在第一或第二电路板的外侧的导体层或端侧上，尤其是通过在第一或第二电路板上的由电路板材料的结构化来制造的金属面或者例如由电镀来涂覆的金属涂层来构造。
在有些实施变型方案中，可以有利的是：在该至少一个接触面上附加地涂覆弹性或流体接触装置，该弹性或流体接触装置能导电并且被设立为在使该至少一个弹簧接触元件与该至少一个接触面接触时增大所形成的电连接的横截面，以便可以经由该电连接传导更高电流。为此，弹性接触装置例如可以是橡胶状支撑垫，或者如果对于该装置来说不一定需要该连接能重新松开并且流体接触装置因而可以硬化或焊接的话，则流体接触装置例如可以是粘合剂或者也可以是焊料。换言之，该至少一个弹簧接触元件的销的顶端和该至少一个接触面可以附加地通过放在销与接触面之间或者共同包围销和接触面的接触装置来增大导电连接的横截面，以便允许更高电流流经所建立的连接。
有利的是：第一电路板包括驱动电路以用于控制所述至少一个光源。在此，驱动电路与该至少一个接触面连接。第一电路板还可以由FR4材料来制造。
有利的是：第二电路板由IMS材料来制造。对于对散热、如在可包括高功率发光二极管或激光二极管的照明模块的情况下对散热要求高的电路板来说，使用具有金属芯的基础材料，如铝或铜。这些载体材料也被称作直接键合铜（Direct Bonded Copper）或者绝缘金属衬底（Insulated metal Substrate，IMS）。
对于头灯的紧凑的构造来说，有利的是：包括至少一个冷却体，该冷却体与第二电路板连接。附加地，第一电路板也可以与该至少一个冷却体连接。
本发明的一个扩展方案包括用于照明模块的外壳，该照明模块尤其适用于机动车（KFZ）头灯，其中在用于第一电路板的结构空间与用于第二电路板的结构空间之间布置电磁屏蔽装置，该电磁屏蔽装置具有窗，至少一个弹簧接触元件的至少一部分穿过该窗伸出。在此，该窗被实施为使得该窗的边缘尽可能靠近弹簧接触元件。有利的是：该窗在几何形状方面被测定为使得从驱动电路的在第一电路板上引导的第一电信号到光源的在第二电路板上引导的第二电信号的电磁过耦合被减小，并且反过来使得从光源的在第二电路板上引导的第二电信号到驱动电路的在第一电路板上引导的第一电信号的电磁过耦合被减小。
有利的是：电磁屏蔽装置通过该照明模块的外壳的至少一部分来形成。
按照本发明的任务也通过开头提到的车辆头灯来解决，该车辆头灯包括至少一个按照本发明的照明模块。按照本发明的照明模块由于这些电路板的特定的布置而具有尤其是对于在机动车头灯中的应用来说的优点，因为由此可以在设计时以及在构造使实现非常有利的自由度。
针对按照本发明的机动车头灯或按照本发明的照明模块，描述了重要的部件，其中清楚的是，头灯还包含多个其它的、未提及的部件，这些部件能够在机动车、如尤其是载客车（PKW）或摩托车中合理使用。为了清楚起见，例如不进一步探讨控制电子装置、像初级或投影光学系统那样的其它光学元件、机械调节装置或支架以及头灯外壳的其它部件。
附图说明
本发明以及其它优点在下文依据非限制性的实施例进一步予以描述，所述实施例在随附的附图中阐明。其中：
图1以透视图示出了按照本发明的用于照明模块、尤其是用于机动车（KFZ）头灯的照明模块的实施例；
图2以从下方的透视图示出了图1的照明模块的两个电路板；
图3以从上方的透视图示出了图1的照明模块的两个电路板，这两个电路板通过弹簧接触元件来彼此连接；
图4以从上方的透视图示出了对图3的弹簧接触元件的详细视图；
图5以从上方的透视图示出了图1的照明模块；
图6以从下方的透视图示出了图1的在第一状态下的照明模块；
图7以从下方的透视图示出了图1的在第二状态下的照明模块；
图8以从下方的透视图示出了图1的在第三状态下的照明模块；
图9以示意图示出了按照本发明的车辆头灯、尤其是机动车（KFZ）头灯，该车辆头灯具有分别按照图1的两个照明模块。
具体实施方式
现在，参考这些图进一步阐述本发明的实施例。对于本发明来说，尤其示出了在头灯或照明模块中重要的部件，其中清楚的是，头灯还包含多个其它的、未示出的部件，这些部件能够实现在机动车、如尤其是载客车（PKW）或摩托车中的合理使用。因而，为了清楚起见，例如没有示出针对构件的冷却装置、控制电子装置、像初级或投影光学系统那样的其它光学元件、机械调节装置或支架以及头灯外壳的其它部件。
这些图以不同的视图并且以单个部件的组装的不同的步骤示出了按照本发明的照明模块1的实施例。
照明模块1包括第一电路板10和第二电路板20，其中在第二电路板20上布置多个光源21-23。
第一电路板10和第二电路板20相对于彼此以通过第一和第二电路板10、20的相应的导体层所围出的角度8来布置并且通过至少一个弹簧接触元件30-35来彼此导电连接。
在第一电路板10与第二电路板20的在其上可以分别布置印制导线的表面之间，在该示例中存在直角8。由于装配造成地或者由于头灯的光学设计所希望地，角度8也可以取其它值，诸如在45°与135°之间或者在80°与100°之间或者也在85°与95°之间。
弹簧接触元件30-35分别具有弹性安置在紧固架50中的销40。在该实施变型方案中，销40具有圆柱形并且销40的端面平滑地来实施。
根据例如可以在第一与第二电路板之间设置更平坦的角度的实施方式，弹簧接触元件的销的特殊造型可以是有利的，诸如销的平坦的、盘形或圆柱形的端部，尖的、箭头状的端部或者具有平滑的或粗糙的表面的圆形的、球形的端部。作为弹簧接触元件，弹性安置的球体也是可能的。在本上下文中，附加地可以是有利的是：在接触面上附加地涂覆弹性或流体接触装置，该弹性或流体接触装置能导电并且被设立为在使弹簧接触元件与接触面接触时增大所形成的电连接的横截面，以便可以经由该电连接传导更高的电流。
弹簧接触元件也可以简单地来构造并且不具有用于销的紧固架。例如，该弹簧接触元件也可以是电线，该电线由弹簧钢来制造，为了提高导电能力而被镀金并且本身有弹性。在此有利的是：该弹簧接触元件可SMT焊接，以便适合于印刷电路板的自动组装。
在该实施方式中，第一电路板10具有多个接触面11-16，这些接触面被设置用于支撑弹簧接触元件30-35的销40。弹簧接触元件30-35的紧固架50布置在第二电路板20上。
接触面11-16构造在第一电路板10的外侧的导体层上，例如分别通过在第一电路板10上的由电路板材料的结构化来制造的金属面来构造。
替选于此，弹簧接触元件的紧固架可以布置在第一电路板上，并且第二电路板可分别具有接触面，该接触面被设置用于支撑这些弹簧接触元件的相应的销。在这种情况下，这些接触面可以构造在第二电路板的端侧上，例如分别通过在第二电路板上的通过电镀涂覆的金属涂层来构造在第二电路板的端侧上。该变型方案在这图中未示出。
第一电路板10包括驱动电路以用于控制光源21-23，其中这在图中为了更清楚而未被绘出。该驱动电路与接触面11-16连接。
第一电路板10例如由FR4材料来制造。
为了光源21-23的散热更好，第二电路板20由IMS材料来制造。
在图1中示出了照明模块1，其中第一电路板10和第二电路板20嵌入在外壳5中，该外壳也包括冷却体7。冷却体7与第二电路板20连接。
附加地，冷却体7也可以吸收热量，该热量从第一电路板10被释放到所连接的外壳5并且经由冷却体7来释放。
能在第二电路板20上看出光源21-23。
图2示出了没有外壳的具有第一和第二电路板10、20的装置。
第一电路板10具有装配孔60-63。
能在第二电路板20上看出光源21-23，该第二电路板还具有装配孔70-76。
在图3中又示出了上面的具有照明模块1的两个电路板10、20的装置，这两个电路板通过弹簧接触元件30-35来彼此连接。在图4中的详细视图示出了具有弹簧接触元件30-35的放大片段，这些弹簧接触元件分别包括紧固架50以及弹性安置的销40。销40平放在接触面11上。
在随后的图5中，阐明了头灯1的第一和第二电路板10、20，其中该图示简化地以彼此垂直的最终取向示出了第一和第二电路板10、20，然而第一和第二电路板10、20并没有彼此连接。由此，弹簧接触元件30-35或相应的销40到接触面11-16的分配应该被图解说明。
还绘出了印制导线17，这些印制导线应该表明与驱动电路的电连接。为了简化图示，该驱动电路没有被绘出，但是被第一电路板10所包括。
图6示出了具有外壳5的照明模块1，该外壳在用于第一电路板10的结构空间与用于第二电路板20的结构空间之间具有窗6。换言之，在第一电路板10与第二电路板20之间布置具有窗6的电磁屏蔽装置。因此，该电磁屏蔽装置通过照明模块1的外壳5的至少一部分来形成。
附加地，外壳5具有装配装置81-86，其中装配装置82和85分别实施为定心销。
图6示出了在第一状态下的照明模块1，在该第一状态下，第一和第二电路板10、20还没有被放入到外壳中。
图7示出了在第二状态下的照明模块1，在该第二状态下，第二电路板20被放入到外壳5中。
定心销82、85被设立为：与在第二电路板20上的对应的孔72和75共同起作用。
弹簧接触元件30-35的至少一部分穿过窗6伸出。
图8示出了在第三状态下的照明模块1，在该第三状态下，第一电路板10也被放入到外壳5中。弹簧接触元件30-35使第一和第二电路板10、20导电连接。
为了简便起见，光源21-23在图6-8中未绘出。
图9示意性地示出了按照本发明的机动车（KFZ）头灯100，该机动车（KFZ）头灯具有两个照明模块1和2。照明模块1和2在电路板布置方面结构相同地来实施，也就是说这些照明模块分别具有第一和第二电路板10和20，所述第一和第二电路板具有相应的光源。视对头灯100的要求而定，例如下游的以光学透镜110-115为形式的光学元件可以被不同地设计，并且因此可以形成由光源发射的光的不同光分布。
头灯100具有头灯外壳101，在该头灯外壳中，两个照明模块1、2安置在相应的照明模块外壳102、103中。
光学上透明的遮盖物104被设立为：使由光源发射的以光束121-124为形式的光通过并且辐射。相对应地被装配在车辆中的头灯100被设立为将在该车辆前方的车道照亮。
附图标记列表：
1、2 照明模块
5 外壳
6 窗
7 冷却体
8 角度
10、20 电路板
11-16 接触面
17 印制导线
21-23 光源
30-35 弹簧接触元件
40 弹簧接触元件的销
50 弹簧接触元件的紧固架
60-63、71-76 装配孔
81-86 装配装置
100 车辆头灯
101 头灯外壳
102、103 照明模块外壳
104 透明遮盖物
110-115 光学元件、透镜
121-124 被发射的光、光束。

Claims (11)

1.照明模块（1、2），所述照明模块包括第一电路板（10）和第二电路板（20），其中在所述第二电路板（20）上布置至少一个光源（21-23），其特征在于，
所述第一电路板（10）和所述第二电路板（20）相对于彼此以通过第一和第二电路板（10、20）的相应的导体层所围出的角度（8）来布置并且通过至少一个弹簧接触元件（30-35）来彼此导电连接，并且
在所述第一电路板（10）与所述第二电路板（20）之间的角度（8）在45°与135°之间、优选地在80°与100°之间，特别优选地为90°。
2.根据权利要求1所述的照明模块（1、2），其特征在于，所述第一电路板（10）具有至少一个接触面（11-16），所述至少一个接触面被设置用于支撑所述至少一个弹簧接触元件（30-35），并且所述至少一个弹簧接触元件（30-35）布置在所述第二电路板（20）上。
3.根据权利要求1所述的照明模块（1、2），其特征在于，所述至少一个弹簧接触元件（30-35）布置在所述第一电路板（10）上，并且所述第二电路板（20）具有至少一个接触面（11-16），所述至少一个接触面被设置用于支撑所述至少一个弹簧接触元件（30-35）。
4.根据权利要求2或3之一所述的照明模块（1、2），其特征在于，所述至少一个接触面（11-16）构造在第一或第二电路板（10、20）的外侧的导体层或端侧上，尤其是通过在所述第一或第二电路板（10、20）上的由电路板材料的结构化来制造的金属面或者例如由电镀来涂覆的金属涂层来构造。
5.根据上述权利要求之一所述的照明模块（1、2），其特征在于，在所述至少一个接触面（11-16）上附加地涂覆弹性或流体接触装置，所述弹性或流体接触装置能导电并且被设立为在使所述至少一个弹簧接触元件（30-35）与所述至少一个接触面（11-16）接触时增大所形成的电连接的横截面。
6.根据上述权利要求之一所述的照明模块（1、2），其特征在于，所述第一电路板（10）包括驱动电路以用于控制所述至少一个光源（21-23），所述驱动电路与所述至少一个接触面（11-16）连接，并且所述第一电路板（10）优选地由FR4材料来制造。
7.根据上述权利要求之一所述的照明模块（1、2），其特征在于，所述第二电路板（20）由IMS材料来制造。
8.根据上述权利要求之一所述的照明模块（1、2），所述照明模块包括至少一个冷却体（7），其特征在于，所述至少一个冷却体（7）与所述第二电路板（20）连接，并且优选地所述第一电路板（10）也与所述至少一个冷却体（7）连接。
9.根据上述权利要求之一所述的照明模块（1、2），所述照明模块包括用于所述照明模块（1、2）的外壳（5），其特征在于，在所述第一电路板（10）与所述第二电路板（20）之间布置电磁屏蔽装置，该电磁屏蔽装置具有窗（6），所述至少一个弹簧接触元件（30-35）的至少一部分穿过所述窗（6）伸出。
10.根据权利要求10所述的照明模块（1、2），其特征在于，所述电磁屏蔽装置通过所述照明模块（1、2）的外壳（5）的至少一部分来形成。
11.车辆头灯（100），所述车辆头灯包括至少一个根据上述权利要求之一所述的照明模块（1、2）。
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