CN116075669A - 光学嵌入式柔性灯丝 - Google Patents

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Abstract

描述了照明装置、制造照明装置的方法、包括照明装置的机动车照明系统。一种照明装置包括至少一个光导。该至少一个光导包括具有中部的腔。该至少一个光导是抛物面准直器，该抛物面准直器的焦点与腔的中部重合。该照明装置还包括封装材料，该封装材料具有至少一个开口，光通过该至少一个开口发射。该照明装置还包括嵌入光导的腔中的至少一个发光元件。发光元件具有朝向封装材料的至少一个开口定向的涂层。

Description

光学嵌入式柔性灯丝
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年6月3日提交的美国临时专利申请号62/034181和2020年7月28日提交的欧洲专利申请号20188191.9的权益，其内容在此通过引用并入本文。
背景技术
发光元件(诸如LED)可以布置在衬底上，该衬底也用于发光元件的电连接。例如，发光元件可以布置在印刷电路板(PCB)上，该印刷电路板包括导电轨道以向发光元件提供电能。然而，诸如PCB的衬底可能限制照明装置的形状，例如在简单板的情况下限制为基本上平坦的形状。
发明内容
描述了照明装置、制造照明装置的方法、包括照明装置的机动车照明系统。一种照明装置包括至少一个光导。该至少一个光导包括具有中部的腔。该至少一个光导是抛物面准直器，该抛物面准直器的焦点与腔的中部重合。该照明装置还包括封装材料，该封装材料具有至少一个开口，光通过该至少一个开口发射。该照明装置还包括嵌入光导的腔中的至少一个发光元件。发光元件具有朝向封装材料的至少一个开口定向的涂层。
附图说明
可以从以下描述中获得更详细的理解，以下描述通过示例的方式结合所附附图给出，其中：
图1a为示例照明装置的透视图的示意性表示；
图1b为图1a的照明装置的截面视图的示意性表示；
图2a和图2b是图1a和图1b的照明装置的照明模块的透视图；
图3为另一示例照明装置的截面视图的示意性表示；
图4a为图3的照明装置的截面视图的示意性表示，具有来自光学模拟的可视化光线；
图4b为根据图4a的照明装置执行的光学模拟的所得强度分布的图解；
图5a为另一示例照明装置的截面视图的示意性表示，具有来自光学模拟的可视化光线；
图5b为根据图5a的照明装置执行的光学模拟的所得强度分布的图解；
图6是制造照明装置的示例方法的流程图；
图7为示例车辆头灯系统的图解，该示例车辆头灯系统可以结合本文所描述的实施例和示例中的一个或多个；以及
图8为另一示例车辆头灯系统的图解。
具体实施方式
下文将参考所附附图更全面地描述不同光照明系统和/或发光二极管实施方式的示例。这些示例不相互排斥，并且在一个示例中发现的特征可以与在一个或多个其他示例中发现的特征相组合，以实现另外的实施方式。因此，将被理解，所附附图中所示的示例仅为了说明的目的而提供，并且它们不旨在以任何方式限制本公开。类似的数字始终指代类似的元件。
将被理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语所限制。这些术语可以用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件并且第二元件可以被称为第一元件，而不脱离本发明的范围。如本文所使用的，术语“和/或”可以包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。
将被理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为“在”或“延伸到”另一个元件上时，它可以直接在或直接延伸到另一个元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”或“直接延伸到”另一个元件上时，可能没有中间元件的存在。还将被理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件和/或经由一个或多个中间元件连接或耦合到另一个元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，在该元件和另一个元件之间没有中间元件的存在。将被理解，除了图中描绘的任何取向之外，这些术语旨在涵盖元件的不同取向。
诸如“下面”、“上面”、“上边”、“下边”、“水平”或“垂直”的相对术语在本文可以用于描述一个元件、层或区域与图中所图示的另一个元件、层或区域的关系。将被理解，除了图中描绘的取向之外，这些术语旨在涵盖装置的不同取向。
在机动车照明中，可能合期望的是设计灯的发光外观。例如，诸如转向灯、示廓灯、停车灯和日间行车灯(DRL)的信令功能可以适合于按照例如设计者的愿望来定制。这些信令应用可以被设计为车灯中的线发射器。
可以为线光源提供高度造型自由度的产品为3D LED技术，其为双轴可弯曲线发射器。由于使用中功率LED封装(也称为前端)的专用线上LED解决方案的集成，线光源可以实现高柔性、通量、均匀性和紧凑性，这些中功率LED封装可以组装到细长光学系统(也称为后端)中。
与附加光学系统(也称为后端)相组合的这种前端技术基本上是一种基于硅树脂的细长混合盒，具有专用漫射器，以产生均匀的发光区域。前端和后端的组件可以形成细长LED模块，该细长LED模块可以在车灯中、在车身中、或者甚至在汽车内部中实现。这种光源与附加光学器件的组合甚至可以产生表面光。
实现这种3D形状的当前的LED架构可以满足一些机动车信令应用规范。然而，通常需要比这种架构所能提供的更高的强度或方向性。此外，当前的3D LED架构可能特别适合于单向发射(或单侧发射)，从而使其成为叶片和光导的良好光源，或简单地作为直接发射器。然而，有时双向或者甚至全向发射可能是优选的(例如，作为表面发射器的一部分)，并且这对于当前的设计可能是不可实现的。这种3D LED架构也可以不允许容易的光学集成。
本文所述的实施例可以提供照明装置(例如用于机动车应用)，以及相应的制造方法，其可以提供所期望的3D形状，同时实现增强的有效光展度(etendue)。
图1a为示例照明装置2的透视图的示意性表示。照明装置2可以是例如光学系统。在图1a所示的示例中，照明装置2包括封装材料10和布置在封装材料10内的光导4。在一些实施例中，光导4可以是抛物面准直器，其可以具有与封装材料10中的开口14成一直线布置的平坦表面28(见图1b)。在一些实施例中，平坦表面可以与准直器的抛物面截面相反，使得由至少一个发光元件发射的光可以由至少一个光导在平坦表面的方向上引导。平坦表面可以朝向封装材料的开口定向，使得光被导向(directed)这个方向。
凹槽可以包括一个或多个机械基准特征，以使得发光元件能够以由机械基准特征限定的方式嵌入光导中(例如，相对于光导定向发光元件)。例如，为了使得能够将光导4固定在封装材料10中的开口14内，光导4可以在光导4的右侧和左侧包括机械基准元件12。对应地，封装材料10可以具有相应的凹槽(例如槽)，光导4的机械基准元件12可以插入该相应的凹槽中。此外，光导4可以具有凹槽6(见图1b)，照明模块22可以至少部分嵌入该凹槽6中。此外，照明模块22可以用其另一部分插入在封装材料10的顶侧示出的凹槽中。在一些实施例中，固定特征可以由封装材料的一个或多个机械基准特征提供。
封装材料可以包括或具有一个或多个机械基准特征，以实现光导可以以由机械基准特征限定的方式相对于封装材料进行布置(例如，根据光导相对于封装材料的特定旋转和/或位置来定向光导)。封装材料的这种一个或多个机械基准特征可以例如是槽、间隙或腔。封装材料的这种一个或多个机械基准特征例如可以具有特定的形状。对应地，光导可以具有对应的机械基准特征，这可以例如实现光导的机械基准特征和封装材料的机械基准特征的形状配合。
在实施例中，抛物面准直器可以为抛物面形的。将理解，如本文所使用的，这可能意味着准直器的截面(至少其主要部分)是抛物面形的。这不排除准直器可以包括一个或多个特征，例如，用于机械连接到不匹配抛物面形状的一个或多个另外的元件(例如，机械连接到封装材料)。
根据一些实施例，准直器可以包括柔性材料。准直器可以由柔性材料(例如光学级硅树脂)制成。以此方式，应用(例如机动车照明，诸如尾部照明、停车照明、指示照明或DRL)可以非常自由地以其相应的形式和形状来设计。
光导(如光导4)可以经由特定路线将光学光传送一段距离至限定的发光表面(例如，以最小损失)。因此，可以精确控制从光导发射的光的辐射特性，以例如满足法律要求。为此，可以调节光导表面的合适的透射率和/或反射率。光导可以由任何合适的光学透明材料制造。
图1b为图1a的照明装置2的截面视图的示意性表示。在图1b所示的示例中，照明装置2包括照明模块22，该照明模块22包括柔性箔16，多个发光元件8布置在该柔性箔16上。柔性箔16可以覆盖有磷光体涂层18(在图1a和图1b中未标出)，以转换由发光元件8发射的光的波长。
柔性箔可以指柔性条带，其可以包括由柔性条带提供的若干导体轨道。利用导体轨道，一个或多个发光元件可以彼此连接。此外，通过也连接电源，可以驱动一个或多个发光元件以发射光。柔性箔可以非常薄，并且可以在至少三个不同的方向上弯曲。柔性箔可以代表其上可以布置至少一个发光元件的载体。柔性箔可以具有细长形状，使得多个(例如，至少两个)发光元件可以布置在柔性箔上。
因此，柔性箔可以是发光元件的载体。以此方式，由发光元件发射的光可以由光导在一个或多个方向上引导。例如，光导可以以这样的方式引导由发光元件发射的光，使得光在特定方向上均匀分布。
当光导4插入封装材料10时，光导4与封装材料10之间可能存在一个气隙20。此外，在照明模块22和光导4之间可以存在另一个气隙(图1a和图1b中未示出)。这后一种气隙可以建立在覆盖柔性箔16的涂层18、和光导4之间。
照明模块22可以代表照明装置2的照明模块(例如，灯丝3D LED光源，也称为前端架构)。封装材料10可以例如是也代表照明装置2的后端架构的白色混合盒。照明模块22(例如，灯丝)可以作为前端架构插入或集成在该混合盒中，如图1a和图1b所示。以此方式，光导4可以光学耦合到照明模块22的发光元件8。
封装材料10可以进一步使得能够保护光导4和照明模块22。此外，封装材料10可以避免在封装材料10的方向上发射的、并且不是向其开口14发射的杂散光，因为这种光可以被封装材料10阻挡或者它可以被反射回到开口14的方向上。以这种方式，照明装置2可以提高光学效率。
由于发射的光也可能在封装材料底部的方向上逃逸，因此可能合期望的是封装材料具有高反射属性。因此，在被封装材料封装的方向上穿过光导的光可以被反射回到光导。光导然后可以在开口的方向上引导光。由于照明装置2，由照明装置发射的光的强度可能强烈地达到峰值。通过封装材料对这种光的反射，可以处理杂散光或未被光导在开口的方向上引导的光。
例如，封装材料可以具有在反射率上至少部分高于95％的反射率，以实现非常合适的封装材料效率。可以使用高反射性硅树脂材料，其通常填充有金属氧化物(例如TiO2)。这些材料的负载可以在从5wt％至30wt％的范围内。过高的颗粒负载量可能使硅树脂不太柔性并且甚至变脆。为了提高反射率，封装材料可以代表白色混合盒。因此，制成封装材料的材料可以表现出具有上述反射率的白色。由于效率和光束宽度之间的折衷，有效展度可以增加，这可以通过本文描述的示例实施例来实现。封装材料可以在所有方向上反射光。光导可以尽可能好地准直光，因为未准直(例如，未直接准直)到期望方向上的杂散光可以被封装材料捕获，并通过光导且通过开口反射回来。这种光可以以比通过开口直接出现的光更宽的方式发射。
可以将光导4视为代表与照明模块22相组合的经典全内反射(TIR)准直器(下文参照图2a和图2b进行了更详细的描述)。这种准直器可以是被设计成在至少一个主方向上准直由发光元件发射的光的光学元件。这不排除由发光元件发射的一些光可以在不同于这种主方向的方向上发射。准直器可以具有一个或多个光学平滑的表面，以在需要的场合促进最佳的TIR条件。相应的照明模块22可以以半球形方式(而不是如图3、图4a和图5a的实施例中所示的全向方式)辐射。
根据一些实施例，可以沿照明装置的纵向方向布置多个发光元件。照明装置可以具有可以对应于照明装置的最长尺寸的纵向方向。发光元件可以至少部分地相对于彼此沿着纵向方向布置。发光元件可以例如以规则或不规则的间隔沿纵向方向间隔地布置。例如，照明装置可以基本上包括条带形状，例如具有基本上恒定的截面。利用发光元件的这种布置，照明装置可以以环形或一维方式被基本上配置为半成品，从而显著降低了生产成本，并且允许在该半成品生产之后选择照明装置的长度。
在一些实施例中，柔性箔可至少部分涂覆有涂层。该涂层可以限定由发光元件发射的光被转换的至少一个波长。在一些实施例中，涂层可以是磷光体涂层，尽管本领域普通技术人员将理解磷光体的替代物。磷光体涂层可以充当波长转换器，从而使得例如能够改变可见光的频率。将理解的是，除了磷光体涂层之外或者作为磷光体涂层的替代，可以使用相应涂层，该相应涂层阻挡特定方向上的光和/或限定所发射的光被转换的特定波长和/或强度。
对于发射光的颜色或光分布，可以将硅树脂中的磷光体或硅树脂中的金属氧化物(例如，TiO2)作为光学功能涂层施加到布置在柔性箔上的发光元件上。涂层(例如，硅树脂中的磷光体或硅树脂中的金属氧化物)可以布置在柔性箔的一侧或两侧上。这可以在提供有半球形发射源的一侧上完成。如果使用透明或半透明的柔性箔并且硅树脂中的磷光体或硅树脂中的金属氧化物被施加在两侧上，则可以实现全向发射柔性箔灯丝。因此，如果柔性箔具有布置在其两侧上的至少一个发光元件，则光的发射可以是全向的。柔性箔可以是透明的或不透明的。如果柔性箔是透明的并且在一侧上(不是在两侧上)具有至少一个发光元件，则也可以实现这种全向光发射。然后，即使至少一个发光元件被布置在柔性箔的一侧上，光的发射也可以是全向的，因为它可以穿透透明柔性箔。柔性箔和提供全向光发射的至少一个发光元件也可以被称为柔性箔灯丝。这种类型的柔性箔灯丝通常在改型灯泡中找到其应用。
在替代方案中，柔性箔和提供半球形发射的至少一个发光元件也可以称为具有半球形发射的柔性箔。这种具有半球形发射的柔性箔可以将光发射到柔性箔的一侧。因此，这种具有半球形发射的柔性箔可以在相反侧上具有阻挡层，或者可以是不透明的(例如，固体层)或者可以不是透明的，使得光的发射可以被导向至柔性箔的一侧。出于效率原因，阻挡层或固体层可以理想地是反射性的。以此方式，可以损失尽可能少的光，并且所反射光的至少一部分可以在预期方向上发射。根据一些实施例，柔性箔和涂层可以形成半球形形状，其中柔性箔与涂层一起可以至少部分地嵌入封装材料中，并且进一步至少部分地嵌入至少一个光导中。例如，当多个发光元件布置在柔性箔上并对应地被供电以发射光时，这可以实现半球形光发射。电源可以经由设置在柔性箔上的导电轨道连接。半球形形状可以实现光不会在与其上布置发光元件的顶侧相反的底侧的方向上发射。此外，为了增强对进入柔性箔底侧的方向的光的阻挡，可选地，阻挡要在底侧上发射的光的另外的涂层可以被施加到柔性箔的底侧上。
根据一些实施例，封装材料可以在三个侧面包围至少一个光导，使得由至少一个发光元件发射的光被封装材料阻挡或反射。因此，在光导安装到封装材料的状态下，从光导的截面视角来看，封装材料可以封围光导的三个侧面。以此方式，发光元件可以在不被封装材料包围或覆盖的方向上发射光。
图2a和图2b是图1a和图1b的照明装置2的照明模块22的透视图。在图2a所示的示例中，照明模块22包括涂覆有磷光体涂层18的柔性箔16。柔性箔16可以是柔性箔条带。多个发光元件可以布置在柔性箔16上。多个发光元件可以通过由柔性箔16提供的导电轨道连接在一起。磷光体涂层18可以被施加(例如，模制或分配)在柔性箔16的顶侧上(如图2a所示)。当多个发光元件被供电时，这可以实现光的半球形发射。电源(图2a和图2b中未示出)可以经由导电轨道耦合到发光元件。光可能不在柔性箔16的底侧上发射。为了增强对进入柔性箔16的底侧的方向的光的阻挡，可选地，阻挡要在底侧上发射的光的另外的光阻挡涂层可以被施加到柔性箔16的底侧上。
包括柔性箔16和涂层18的照明模块22可以形成半球形形状，其中柔性箔16与涂层18一起可以旨在至少部分嵌入封装材料10中，且进一步至少部分嵌入至少一个光导4中。这例如由图1a和图1b的照明装置2的示例实施例示出。
在图2b所示的示例中，示出了照明模块22包括在其两侧(例如，顶侧和底侧)上涂覆有磷光体涂层18的柔性箔16。这在图2b中由磷光体涂层18指示，该磷光体涂层18由两个对应的附图标记来标记。多个发光元件可以布置在柔性箔16上。多个发光元件可以通过导电轨道连接。当驱动多个发光元件时，用例如磷光体涂层18在柔性箔16的两侧上覆盖柔性箔16可以实现光的全向发射。因此，当通电时，图2b的柔性箔16可以均匀地向所有侧面发射光。将理解，除了磷光体涂层之外的涂层也是可能的，例如以便使照明模块22适应某些光学要求和/或应用。
图3为另一示例照明装置2的截面视图的示意性表示。在图3所示的示例中，照明装置2包括具有凹槽6的光导4。在所示的示例中，凹槽6是腔，并且光导4代表光学元件，其中腔是挤出的孔。如上所述，该腔可以用于插入照明模块22，例如如图2a和图2b所示的LED灯丝可以插入腔中。
光导可以具有细长形状，并且凹槽可以是细长的并沿光导的整个长度(例如，在光导的纵向方向上)延伸。准直器可以至少部分包围发光元件。在一些实施例中，准直器可以完全包围发光元件。
准直器可以使其焦点分别位于凹槽中。如图示的示例所示，代表光导4的抛物面准直器的焦点F在腔6的中部中。照明模块22可以以这样的方式在腔中定向，使得包括涂层18(见图2a)的一侧定向到封装材料10的开口14。这在图3中由两个方向D1和D2指示。D1和D2标记了两个箭头，这两个箭头指示了可以由嵌入凹槽或腔6中的这种半球形照明模块22发射光的可能方向。因此，从图3的观察者的视角来看，光可以发射到柔性箔16的底部、左手侧和右手侧。此外，可以看出，可以在光导4和封装材料10两者之间以及在照明模块22和腔形式的凹槽6的内壁(未示出)之间建立气隙20。
根据一些实施例，当发光元件嵌入光导的凹槽时，可以在发光元件和光导之间建立气隙20。如果发光元件布置在另一个元件(例如柔性箔)上，则气隙可以在其上布置该发光元件的元件(例如柔性箔)的至少一部分和光导的凹槽之间。因此，光导中的凹槽的至少一部分或一段可以不与发光元件或其上布置该发光元件的另一元件直接接触。这种气隙可以实现良好的光学准直效果。例如，这样的气隙可以充当界面。在实践中，由于例如覆盖包括发光元件的柔性箔的涂层的表面粗糙度，这种气隙总是可以被建立的，其中前述特征一起可以形成照明模块。气隙可以建立在照明模块或照明模块的涂层和至少一个光导之间。此外，气隙可以提供光的峰值强度分布。例如，在某个方向上需要高强度水平的应用(例如，刹车灯或后转向灯)，准直器可以提供这种所需的峰值强度分布。照明装置和光导之间的气隙对于实现峰值强度分布可能是必不可少的。峰值强度分布可能作为气隙与光导的准直器形状(例如抛物线形状)相组合的结果出现。气隙本身可能不太准直(即使有的话)。如果气隙不存在，则光导的其他表面可能不满足TIR条件(例如，光线可能在介质本身中开始，并且因此可能具有比建立气隙的情况下更差的TIR条件)。因此，在没有气隙的情况下，抛物面准直器光导的准直效果可能降低。
腔可以为圆形腔。在一些实施例中，腔可以是光导的底部部分中的孔(例如，在光导的纵向上钻孔)。发光元件或照明模块可以插入凹槽中，该凹槽例如由圆形腔表示。光导的材料可以完全封围发光元件或包括发光元件的柔性箔。腔可以沿着准直器的长轴延伸。
在替代方案中，凹槽可以在光导的底部，且至少一个发光元件在其嵌入光导时可能未被光导完全包围。如果凹槽不是腔，则为了将发光元件至少部分嵌入光导中，封装材料可以提供固定特征，从而使得能够将发光元件保持在相对于光导的特定位置中。将理解，封装材料因此也可以提供固定特征，用于使得能够连接封装材料和光导。
固定特征可以提供一个或多个机械基准特征。例如，固定特征可以是光导相反侧上的翼或小且薄的延伸部的形式。此外，该至少一个固定元件还可以用于相对于封装材料定向光导。
图4a为图3的照明装置2的截面视图的示意性表示，具有来自光学模拟的可视化光线。在图4a所示的示例中，光线通过由光导4引导的黑线示出。可以看出，封装材料10可以至少在布置光导4的分段中是反射性的。由照明模块22发射的、不能被抛物面准直器在封装材料10的开口14的方向上引导穿过其平坦表面28的光可以被反射回朝向光导4。以这种方式，可以提高根据第一方面的照明装置的光学效率。
图4b为根据图4a的照明装置执行的光学模拟的所得强度分布的图解。由于包括凹槽6中的照明模块的抛物面准直器也是准直器的焦点F，因此强度分布26a强烈地达到峰值。此外，在坎德拉分布26b中可以看出，杂散光特别是在低于90°和高于90°的发射度下被最小化。因此，根据第一方面的照明装置2实现了非常有效的发射，因为由照明模块22发射的几乎所有光都在其预期方向上被导向封装材料10的开口。
图4a中示出了强度分布26a，其在HV(轴上)中具有高峰值强度。由于光模块22具有全向发射光的性质，因此抛物面准直器形式的光导仅在一个方向上准直。
图5a为另一示例照明装置2的截面视图的示意性表示，具有来自光学模拟的可视化光线。在图5a所示的示例中，光导4没有被封装材料封装(参见图3和图4a)。如在图4a的示例中，照明模块22可以集成在凹槽6中，凹槽6可以是腔。因此，照明模块22可以被光导4完全包围。此外，光导4可以是抛物面准直器的形式，其焦点F在腔的中心中。
在图5a所示的示例中，光线通过由光导4引导的黑线示出。可以看出，由照明模块22发射的一些光可以由抛物面准直器在不同于其平坦表面28的方向上引导。
图5b为根据图5a的照明装置2执行的光学模拟的所得强度分布的图解。在图5b所示的示例中，省略了封装材料10(例如，白色混合盒)。因此，准直可以完全依赖于在照明装置22和抛物线型曲线上的光导4之间的硅树脂/空气界面(例如，气隙)的TIR效应。例如，与图4a所示的实施例相比，图5a所示的实施例的设计可能更简单。然而，使用光导作为光学器件可能使它使得光导没有很好地防止例如灰尘/划痕。图5a中所示实施例的光导4仍然可以包括机械基准特征(在图5a中示出为耳朵)。这种机械基准特征可能仍然是需要的，例如，以将具有其嵌入式照明模块22的照明装置2安装到另一个元件，例如漫射器、透镜或反射器，仅举几个非限制性的示例。
图6是制造照明装置的示例方法的流程图。在图6所示的示例中，该方法包括提供包括腔的光导(602)。在一些实施例中，腔可以具有中部，并且光导可以是抛物面准直器，该抛物面准直器的焦点与腔的中部重合。可以提供封装材料(604)。在一些实施例中，封装材料可以包括至少一个开口，光可以通过该至少一个开口发射。可以提供至少一个发光元件(606)。该至少一个发光元件可以嵌入光导中的腔中(608)。在一些实施例中，发光元件可以包括朝向封装材料的至少一个开口定向的涂层。在一些实施例中，发光元件可以嵌入腔中，例如，通过将发光元件机械地插入腔中。
根据一些实施例，该方法还可以包括用至少一种封装材料至少部分封装至少一个光导。封装材料可以包括至少一个开口，光可以通过该至少一个开口发射。例如，具有发光元件的至少一个光导可以用至少一种封装材料封装。光导可以用封装材料封装，使得封装材料至少部分地包围光导。封装材料可以包括开口，当光导相对于封装材料布置时，光通过该开口发射。
这可以通过将包括发光元件的光导插入封装材料(例如经由封装材料的开口)来完成。步骤中的一个或多个可以通过取放过程来执行。附加地或替代地，步骤中的至少一些可以手动完成，或者可以用专用工具自动完成。
此外，多个发光元件可以布置在柔性箔条带上(例如，安装到柔性箔条带)。柔性箔可以是可弯曲的。如上所述，柔性箔条带上的发光元件可以涂覆有例如磷光体。这种整体布置也可以是可弯曲的。封装材料可以由硅树脂制成或者包括硅树脂。因此，封装材料也可以是可弯曲的。具有多个发光元件的柔性箔可以用形成成品照明装置的封装材料封装。
图7为一个示例车辆头灯系统700的图解，该示例车辆头灯系统700可以结合本文所描述的实施例和示例中的一个或多个。图7中所示的示例车辆头灯系统700包括电力线702、数据总线704、输入滤波器和保护模块706、总线收发器708、传感器模块710、LED直流到直流(DC/DC)模块712、逻辑低压差(LDO)模块714、微控制器716、和主动式头灯718。
电力线702可以具有从车辆接收电力的输入，并且数据总线704可以具有输入/输出，通过该输入/输出可以在车辆和车辆头灯系统700之间交换数据。例如，车辆头灯系统700可以从车辆中的其他位置接收指令、诸如打开转向信号或打开头灯的指令，并且如果合期望，则可以向车辆中的其他位置发送反馈。传感器模块710可以通信地耦合到数据总线704，并且可以向车辆头灯系统700或车辆中的其他位置提供附加数据，该附加数据例如与环境条件(例如，一天中的时间、雨、雾、或周围环境光水平)、车辆状态(例如，已停放、运动中、运动速度、或运动方向)、以及其他物体(例如，车辆或行人)的存在/定位有关。与通信耦合到车辆数据总线的任何车辆控制器分离的头灯控制器也可以被包括在车辆头灯系统700中。在图7中，头灯控制器可以是微控制器，诸如微控制器(μc)716。微控制器716可以通信地耦合到数据总线704。
输入滤波器和保护模块706可以电耦合到电力线702，并且例如可以支持各种滤波器，以减少传导的发射并提供电力抗扰度(power immunity)。附加地，输入滤波器和保护模块706可以提供静电放电(ESD)保护、负载转储保护、交流发电机磁场衰减保护、和/或反极性保护。
LED DC/DC模块712可以在输入滤波器和保护模块706与主动式头灯718之间耦合，以接收滤波后的功率并提供驱动电流，从而为主动式头灯718中的照明装置中的LED供电。LED DC/DC模块712可以具有在7伏和18伏之间的输入电压，其标称电压大约为13.2伏，并且输出电压可以略高(例如，0.3伏)于照明装置中的发光元件的最大电压(例如，如由因素或局部校准以及由于负载、温度或其他因素引起的操作条件调整来确定)。
逻辑LDO模块714可以耦合至输入滤波器和保护模块706，以接收滤波后的功率。逻辑LDO模块714也可以耦合到微控制器716和主动式头灯718，以向微控制器716和/或主动式头灯718中的电子器件(诸如CMOS逻辑)提供电力。
总线收发器708可以例如具有通用异步收发器(UART)或串行外设接口(SPI)接口，并可以耦合到微控制器716。微控制器716可以基于或包括来自传感器模块710的数据来转换车辆输入。转换后的车辆输入可以包括可传输到主动式头灯718中的图像缓冲器的视频信号。此外，微控制器716可以在启动期间加载默认图像帧并测试开路/短路像素。在实施例中，SPI接口可以加载CMOS中的图像缓冲器。图像帧可以是全帧、差分或部分帧。微控制器716的其他特征可以包括CMOS状态的控制接口监控，包括管芯温度以及逻辑LDO输出。在实施例中，可以动态控制LED DC/DC输出以最小化净空(headroom)。除了提供图像帧数据之外，还可以控制其他头灯功能，诸如与侧标志灯或转向信号灯结合互补使用，和/或日间行车灯的激活。
图8为另一示例车辆头灯系统800的图解。图8中示出的示例车辆头灯系统800包括应用平台802、两个照明装置或系统806和808、以及次级光学器件810和812。
照明系统或装置808可以发射光束814(图8中箭头814a和814b之间所示)。照明系统或装置806可以发射光束816(图8中箭头816a和816b之间所示)。在图8中所示的实施例中，次级光学器件810邻近照明系统或装置808，并且从照明系统或装置808发射的光穿过次级光学器件810。类似地，次级光学器件812邻近照明系统或装置806，并且从照明系统或装置806发射的光穿过次级光学器件812。在替代实施例中，在车辆头灯系统中没有提供次级光学器件810/812。
在被包括的场合，次级光学器件810/812可以是或包括一个或多个光导。一个或多个光导可以是边缘照亮式的，或者可以具有限定光导内部边缘的内部开口。照明系统或装置808和806可以插入一个或多个光导的内部开口中，使得它们将光注入一个或多个光导的内部边缘(内部开口光导)或外部边缘(边缘照亮式光导)，如上文详细描述的。在实施例中，一个或多个光导可以以期望的方式——诸如例如，具有梯度、倒角分布、窄分布、宽分布、或角分布——对由照明系统或装置808和806发射的光进行整形。
应用平台802可以经由线路804向照明系统或装置806和/或808提供电力和/或数据，该线路804可以包括图7的电力线702和数据总线704中的一条或多条或一部分。一个或多个传感器(其可以是车辆头灯系统700中的传感器或其他附加传感器)可以在应用平台802的壳体内部或外部。替代地或另外，如图7的示例车辆头灯系统700中所示，每个照明系统或装置808和806可以包括其自己的传感器模块、连接和控制模块、电源模块、和/或LED阵列。
在实施例中，车辆头灯系统800可以代表具有可操纵光束的机动车，其中可以选择性激活LED以提供可操纵光。例如，LED或发射器的阵列可以用于限定或投射形状或图案，或者仅照亮道路的选定部分。在示例实施例中，照明系统或装置806和808内的红外相机或检测器像素可以是识别场景中需要光照的部分(例如，道路或行人交叉路口)的传感器(例如，类似于图7的传感器模块710中的传感器)。
已经详细描述了实施例，本领域技术人员将领会，给定本描述，可以对本文描述的实施例进行修改而不脱离本发明构思的精神。因此，意图是本发明的范围不限于图示的和描述的具体实施例。

Claims (15)

1.一种照明装置，包括：
至少一个光导，其包括具有中部的腔，其中所述至少一个光导是抛物面准直器，所述抛物面准直器的焦点与所述腔的中部重合；
封装材料，其包括至少一个开口，光通过所述至少一个开口发射；和
至少一个发光元件，其嵌入光导的腔中，该发光元件包括朝向所述封装材料的至少一个开口定向的涂层。
2.根据权利要求1的所述照明装置，其中所述抛物面准直器具有与所述抛物面准直器的抛物面截面相反的平坦表面，使得由所述至少一个发光元件发射的光由所述至少一个光导在所述平坦表面的方向上引导。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其中凹槽是细长的，并且沿着所述至少一个光导的纵向方向延伸。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其中嵌入到所述至少一个光导中的所述至少一个发光元件被所述至少一个光导包围，并且在所述至少一个发光元件和所述至少一个光导之间建立气隙。
5.根据权利要求1的所述照明装置，其中所述准直器包括柔性材料。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述至少一个光导还包括至少一个固定元件，所述至少一个固定元件被配置成将所述至少一个光导机械地固定到所述封装材料。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述至少一个发光元件在柔性箔上。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其中，所述至少一个发光元件包括沿着所述照明装置的纵向方向布置的多个发光元件。
9.根据权利要求8所述的照明装置，其中所述柔性箔至少部分涂覆有涂层，所述涂层限定由所述至少一个发光元件发射的光被转换的至少一个波长。
10.根据权利要求9所述的照明装置，其中所述柔性箔和所述涂层形成半球形形状，其中所述柔性箔与所述涂层一起至少部分嵌入所述封装材料中并且至少部分嵌入所述至少一个光导中。
11.根据权利要求1所述的照明装置，其中所述封装材料在三个侧面包围所述至少一个光导，使得由所述至少一个发光元件发射的光被所述封装材料阻挡。
12.根据权利要求11所述的照明装置，其中所述封装材料被配置成在所述封装材料覆盖所述光导的至少一部分的方向上反射从所述至少一个光导出射的光。
13.一种制造照明装置的方法，所述方法包括：
提供至少一个光导，所述至少一个光导包括具有中部的腔，其中所述至少一个光导是抛物面准直器，所述抛物面准直器的焦点与所述腔的中部重合；
提供包括至少一个开口的封装材料，光通过所述至少一个开口发射；
提供至少一个发光元件；以及
将所述至少一个发光元件嵌入光导的腔中，该发光元件包括朝向所述封装材料的至少一个开口定向的涂层。
14.一种机动车照明系统，包括：
至少一个照明装置，包括：
至少一个光导，其包括具有中部的腔，其中所述至少一个光导是抛物面准直器，所述抛物面准直器的焦点与所述腔的中部重合，
封装材料，其包括至少一个开口，光通过所述至少一个开口发射，和
至少一个发光元件，其嵌入光导的腔中，该发光元件包括朝向所述封装材料的至少一个开口定向的涂层；
至少一个发光元件驱动器，其被配置为向所述至少一个照明装置提供驱动电流；以及
控制器，其被配置为接收至少一个信号并向驱动器提供至少一个控制信号，以根据接收到的至少一个信号打开和关闭所述至少一个发光元件。
15.根据权利要求14所述的机动车照明系统，其中，所述机动车照明系统是包括在车辆主体中的前灯、尾灯、内部灯或车身灯之一。
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