CN116717753A - 用于机动车乘客车厢的照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆乘客车厢的照明系统，包括：半导体发光光源(2)和其上植入所述光源的基板(4)，所述光源限定多个发光区域(Sa，Slg，Sld)，所述系统被构造成从一个区域到另一个区域独立地激活同一区域的一个或多个光源(2)，所述多个区域(Sa，Slg，Sld)被构造成发射光束以产生从一个区域到另一个区域不同的照明效果。

Description

用于机动车乘客车厢的照明系统
本申请是申请日为2017年2月24日的申请号为201710105924.1的发明名称为“用于机动车乘客车厢的照明系统”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于机动车乘客车厢的照明系统。
背景技术
在该领域中，长期以来已知为机动车辆的乘客车厢提供环境照明或用于阅读的照明。该照明通常由专用于这些功能中的每一个的单独的模块提供。
已知提供具有可移动透镜的阅读灯，使得可以将光束引导到车辆的不同位置，或者甚至改变被照亮区域的尺寸。这避免了必须增加灯的数量。然而，使用移动部件使得这些模块有些复杂。已经提出了由光导形成的阅读灯，该光导具有根据期望其照亮的区域而被点亮的不同部分。然而，对于每个区域需要单独的光源。此外，这些各种解决方案仅提供阅读的光功能，使得必须采用一个或多个附加模块来提供环境照明功能。
还已知的是组合不同的白炽灯或卤素灯的模块，该模块可能在不同的方向提供环境照明和阅读光。然而，这些模块采用许多灯来提供所需的各种照明功能，并且因此提供有限的集成水平。所产生的光的质量也保持较低。
发明内容
本发明的目的是至少部分地消除上述缺点，为此本发明提出一种用于机动车辆乘客车厢的照明系统，包括半导体发光光源和其上植入有所述光源的至少一个基板，所述光源被设置在所述基板上以限定多个发光区域，所述系统被构造成从一个区域到另一个区域独立地激活同一区域的一个或多个光源，所述多个区域被构造成发射光束以产生从一个区域到另一个区域不同的照明效果。
由于本发明而获得了高度的集成。事实上，仅在一个基板上植入的光源用于提供所需的各种照明功能，例如环境照明和/或阅读灯。
此外，这种结果不需要依靠运动部件。事实上，基板的可能尺寸使得可以安装光源，使得可以照亮相隔很远的区域。
此外，与已知模块的白炽灯和/或卤素灯相比，使用半导体发光源可以提供新的照明效果。
下面是本发明的附加特征，其可以单独或组合考虑：
-所述系统被构造成独立于所述区域中的另一个区域而向同一区域的一个或多个光源供应电力，
-所述系统被构造成使得至少一个区域的一个或多个光源被选择性地供应至少两个不同的电流，
-所述光源为布置在所述基板上的发光二极管，
-所述发光二极管为延伸自所述基板的亚毫米尺寸的发光棒。
-所述发光二极管，尤其是所述棒，具有从一个区域到另一个区域不同的构造，
-所述基板为尤其是Si的材料层，
-所述区域中的至少一个包括波长转换器，
-所述系统包括被构造成控制(尤其是可选择地)向所述区域供电的控制单元，
-所述控制单元被构造成通过从一个区域到另一个区域不同的电流向所述区域供电，
-所述控制单元被构造成通过不同的电流向所述区域的同一个区域供电，
-所述控制单元的至少一部分堆叠在所述基板下方，以将所述控制单元电连接到所述基板，
-所述控制单元包括印刷电路卡，
-所述卡布置在所述基板的与承载所述光源的面相对的面上，
-所述控制单元被构造成向所述区域的一些或所有供电以获得环境照明，
-所述控制单元被构造成向所述区域的至少一个供电以获得用于阅读的照明，
-所述控制单元被构造成向所述区域的至少一个供电以获得环境照明和向至少一个其他区域供电以便获得用于阅读的照明，
-所述控制单元被构造成向所述区域中的第一区域供电以照亮第一地域，并且向所述区域中的至少第二区域供电，以照亮与所述第一地域相邻的至少一个第二地域，
-所述控制单元被构造成根据用户的选择，仅向所述区域的第一区域或向所述区域的第一区域和第二区域供电，以便如期增大由阅读灯照亮的地域的尺寸，
-第二区域围绕第一区域，
-所述第一区域和第二区域是同心的，
-所述系统还包括被构造成发射具有不可见光(特别是红外光和/或紫外光)范围内的波长的光线的光源，
-被构造成发射具有在不可见光范围内的波长的光线的所述光源被设置在所述基板上，
-被构造成发射具有在不可见光范围内的波长的光线的所述光源包括设置有至少一个波长转换器的发光棒，
-被构造成发射具有在不可见范围内的波长的光线的所述光源的所述棒从所述基板生长，
-所述系统还包括用于跟踪车辆的乘员的单元，所述单元被构造成利用收集到的信息，其中在由发射在不可见光范围内的波长的光线的所述一个或多个光源所发射的光线的辅助下收集信息，
-所述系统还包括成形光学器件，
-所述成形光学器件包括一个或多个广角透镜和/或产生窄光圈光束的一个或多个聚焦透镜，
-所述成形光学部件与所述光源直接接触，特别是与所述杆的远端接触。
附图说明
通过阅读仅作为非限制性示例给出的以下描述并参照附图，本发明的其它优点和特征将显现，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的照明系统的示意性侧视图，
图2是根据本发明的一个实施例的照明系统的发光区域的示意性正视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明涉及一种用于机动车乘客车厢的照明系统。该照明系统有利地被构造成集成到车辆乘客舱内部装饰元件中，例如天花板衬里，多功能挡风玻璃模块等。
所述系统包括半导体发光光源2和其上植入有所述光源2的基板4。例如，所述光源2是布置在所述基板4上的发光二极管。特别地，这些发光二极管被配置为亚毫米尺寸的发光棒的形式，每个棒2在这里用线来表示。所述棒从所述基板4延伸，所述基板4可以是材料层，特别是Si材料层。
所述棒2具有同心层结构，特别是具有多层GaN层，在这些GaN层具有量子阱，所述层植入在所述基板4上。层的性质和布置可以使得光子的发射都沿着所述棒。
所述基板4和所述棒2由一个或多个模具即管芯形成。例如，在利用这种技术的已知模具即管芯中，棒2具有小于1微米的直径和大约2.5微米的高度，并且在基板4上彼此间隔开大约10至50微米数量级的距离。所述模具即管芯特别是矩形形状，并且它们的侧面的尺寸为一厘米的量级。
如图2所示，所述光源分布在所述基板上以限定多个发光区域Sa、Slg和Sld。此外，所述系统被配置为从一个区域到另一个区域独立地激活在同一区域的一个或多个光源，所述多个区域Sa、Slg、Sld被配置为发射旨在发出从一个区域到另一个区域产生不同的照明效果的光束。例如，所述系统可以在车辆的乘客车厢前部、后部和/或每个乘客处提供全体的照明和/或局部照明。这尤其可以是环境照明、用于阅读和/或照亮车辆的特定点或部件(诸如手套箱、门打开装置和/或控制装置)的照明。
这里，所述系统在本发明的意义上包括分成三个发光区域Sa、Slg和Sld的基本矩形的发光表面。两个所述发光区域Slg、Sld用于形成阅读灯。在图中，它们分别位于左上角和右上角。发光表面的基本上倒置的T形剩余部分限定第三发光区域。该第三发光区域旨在产生环境照明。当然，这种构造不限制本发明，即不限定表面的形状或发光区域的形状，发光区域的数目，所述发光区域的相对定位，由每个所述发光区域提供的照明效果的性质，也不限定任何其它参数，只要所述发光区域中的至少两个能够从一个区域到另一个区域提供不同类型的照明效果即可。
因此，本发明使得能够以高集成度提供所需的各种照明功能，而不需要借助于运动部件。
为此，根据第一变型，所述光源2，尤其是所述棒，从一个区域到另一个区域具有不同的配置。例如，所述棒可以在不同区域以不同的密度植入到基板4上。
例如，棒的密度在旨在提供环境照明的一个或多个区域Sa中可以较低，并且在旨在提供阅读照明的一个或多个区域S1g、S1d中可以较高。这在图中象征性地示出，其中区域Sa中的点的密度低于区域S1g和Sld中的点的密度。用于提供阅读照明的区域的密度的一个示例可以对应于例如棒之间的大约30微米的距离。
在这种情况下，每个所述区域可以由并排放置的一个或多个模具即管芯形成，以获得所需的构造，所述模具即管芯优选地至少在逐个区域中是相同的。或者，通过赋予系统选择性地激活模具即管芯的每个区域以获得从一个区域到另一个区域不同的照明效果的可能性，可以使用同一模具即管芯来限定多个发光区域。
至少对于一些区域，特别是车辆的照明部件的区域，所述系统还可以包括一个或多个波长转换器以用于改变由所述光源发射的颜色。换句话说，至少一个所述区域可以包括波长转换器。波长转换器是指包括至少一种发光材料的光转换器，所述发光材料设计成吸收由光源发射的至少一个激发光的至少一部分，并且将其吸收的所述激发光的至少一部分转换成具有波长不同于激发光的波长的发射光。例如，为了发射白光，将使用具有光转换器的棒来发射蓝光或UV，以通过添加性合成产生白光。
在考虑所述区域Sa、Slg和Sld的激活的情况下，所述系统例如被构造为与所述区域中的另一个无关地向相同区域的一个或多个光源供电。在每个区域内，同一区域的一个或多个模具即管芯被并联供电。如果同一模具即管芯包括多个发射区，则模具即管芯的每个区域被分别供电。
所述系统有利地被构造成使得至少相同区域的一个或多个光源被选择性地供应至少两种不同的电流。根据该操作模式，本发明的变型实施例是可用的，其可以基于所述棒的密度而代替上述第一变型或与上述第一变型组合。
例如，所述系统包括未示出的控制单元，其被构造成选择性地控制对所述区域的供电，或甚至控制向每个区域供电的输出电流的电平。换句话说，所述控制单元可以被构造成根据其已经接收的激活指令向所述区域供电或不向所述区域供电。所述控制单元可以有利地被进一步构造成向所述区域中的同一区域提供不同水平的电流。因此，对于相同的区域可以获得不同的照明效果，或者甚至可以给予一区域与另一区域(特别是相邻区域)的照明功能相同的照明功能，以例如增加专用于给定照明功能的发光表面的尺寸。例如，通过限制它们的电源电流，表面Sld和Slg可以用于将环境照明漫射以补充由区域Sa提供的环境照明，而不是用于阅读的照明。
换句话说，所述控制单元被配置为：
-向所述区域中的一些或所有供电以便产生环境照明，和/或
-向所述区域中的至少一个供电，以便产生用于阅读的照明和/或
-向所述区域中的至少一个供电以产生环境照明和向至少一个其他区域供电以产生用于阅读的照明。
所述控制单元特别地包括印刷电路卡。所述卡可以设置在所述基板的与承载所述光源2的面相对的面上。换句话说，控制单元(这里是所述印刷电路卡)的至少一部分被堆叠在所述基板下方，以便将所述控制单元电连接到所述基板。例如，所述印刷电路卡特别是PCB(“印刷电路板”)类型的印刷电路卡和/或特别是FPCB(“柔性印刷电路板”)类型的柔性印刷电路卡，和/或特别是MID(“模制装置”)类型的可变几何互连装置。控制单元的固定经由电连接件固定到所述基板。所述电连接件可以通过焊接或通过胶合，特别是使用导电的(例如银基的)胶来实现。
所述系统还可以包括散热器，所述卡位于所述基板和所述散热器之间。
再次参考图1，可以看出，所述系统可以进一步包括成形光学器件6.例如，所述光学器件6旨在减少由一个或多个区域(所述一个或多个区域提供用于阅读功能的照明或者甚至提供对精确区域(例如用于零碎物品的托盘和/或门打开装置)的照明功能)发射的光束的发散。还可以意图，附加地或替代地，使由提供环境照明功能的一个区域或多个区域发射的光束漫射。为此，所述光学器件6包括一个或多个光学部件。
例如，所述成形光学器件包括一个或多个第一类型的透镜，该透镜被配置为控制用于环境照明功能的光束的发散，使得光不会损失到待照亮的锥体的外部，例如以避免通过侧窗损失光。所述成形光学器件还可以包括一个或多个第二类型的透镜，特别是广角透镜，旨在加宽发射的光束以到达待照亮的乘客车厢的一部分。所述成形光学器件还可以包括用于阅读的光功能的且具有减小的投影场的光学元件，例如一个或多个聚焦透镜，用于产生窄光圈(aperture)光束，特别是具有小于45°的光圈。
每个透镜可以与所述发射区中的一个和/或另一个相关联。
所述成形光学部件，特别是所述一个或多个透镜，在所述一个或多个发射区的一部分或全部上，优选地直接接触所述光源，特别是接触所述杆的远端。
根据本发明的一个方面，所述系统还包括被构造成发射具有在不可见光(特别是红外光或紫外光)范围内的波长的光线的光源。
例如，被配置为发射波长在不可见光范围内的光线的所述光源被设置在所述基板上。这些光源特别地是设置有波长转换器的发光棒(例如植入在基板上)。
该系统还可以包括用于跟踪车辆的乘员的单元，其被配置为利用收集到的信息，在所述一个或多个光源(发射在不可见光范围内的波长的光线)所发射的光线的辅助下收集所述信息。所述控制单元被配置为根据信息(特别是由所述单元收集的用于跟踪车辆的乘员的信息，例如在要点亮的区域中的乘员的存在)向所述一个或多个区域供电。

Claims (21)

1.一种用于机动车辆乘客车厢的照明系统，包括：半导体发光光源(2)和其上植入有所述光源的至少一个基板(4)，所述光源分布在所述基板上以限定多个发光区域(Sa，Slg，Sld)，所述系统被构造成从一个区域到另一个区域独立地激活同一区域的一个或多个光源(2)，
其中，所述多个区域(Sa，Slg，Sld)被构造成发射光束以产生从一个区域到另一个区域不同的照明效果，所述多个区域包括：第一区域(Sa)，被配置成在乘客车厢前部、后部和/或每个乘客处提供充当全局照明的环境照明；多个第二区域(Slg，Sld)，被配置成在乘客车厢前部、后部和/或每个乘客处提供充当局部照明的用于阅读和/或照亮车辆的特定点或部件的照明，并且
所述光源在不同区域以不同的密度植入于所述基板上，并且在被配置成提供全局照明的所述第一区域中分布的光源的密度低于在被配置成提供局部照明的每个第二区域中分布的光源的密度。
2.根据权利要求1的照明系统，其中，在所述多个区域(Sa，Slg，Sld)中，所述多个第二区域中的至少两个第二区域被布置成分别与所述第一区域交界。
3.根据权利要求2的照明系统，其中，所述多个第二区域中的所述至少两个第二区域由所述第一区域彼此间隔开。
4.根据权利要求1的照明系统，其中所述光源(2)包括延伸自所述基板(4)的亚毫米尺寸的发光棒。
5.根据权利要求1的照明系统，其中，所述发光棒被构造成从所述基板(4)延伸，且具有呈具备量子阱的多层GaN层的形式的同心层结构，所述多层GaN层的性质和布置使得光子的发射均沿着所述发光棒的长度方向。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统，其中所述区域(Sa，Slg，Sld)中的至少一个包括波长转换器。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统，所述照明系统被构造成独立于所述区域(Sa，Slg，Sld)中的另一个区域而向同一区域的一个或多个光源(2)供电。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统，所述照明系统被构造成使得至少一个区域的一个或多个光源(2)被选择性地供应至少两个不同的电流。
9.根据权利要求8所述的照明系统，还被构造成向所述区域中的同一区域提供不同水平的电流。
10.根据权利要求6或7中任一项所述的照明系统，包括被构造成控制向所述区域(Sa，Slg，Sld)供电的控制单元。
11.根据权利要求10所述的照明系统，其中，所述控制单元的至少一部分堆叠在所述基板(4)下方，以将所述控制单元电连接到所述基板(4)。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的照明系统，其中所述控制单元包括印刷电路卡。
13.根据权利要求12所述的照明系统，其中所述卡布置在所述基板(4)的与承载所述光源(2)的面相对的面上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统，还包括被构造成发射具有在不可见光范围内的波长的光线的光源。
15.根据权利要求14所述的照明系统，其中，被构造成发射具有在不可见光范围内的波长的光线的所述光源被设置在所述基板(4)上。
16.根据权利要求15所述的照明系统，其中，被构造成发射具有在不可见光范围内的波长的光的所述光源包括设置有至少一个波长转换器的发光棒。
17.根据权利要求16所述的照明系统，其中，被构造成发射具有在不可见光范围内的波长的光的所述光源的所述棒被植入在所述基板(4)上。
18.根据前述权利要求中任一项所述的照明系统，还包括成形光学器件(6)。
19.根据权利要求18所述的照明系统，其中所述成形光学部件(6)包括一个或多个广角透镜和/或产生窄光圈光束的一个或多个聚焦透镜。
20.根据权利要求18所述的照明系统，其中所述成形光学部件(6)与所述光源(2)直接接触。
21.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述第一区域和所述多个第二区域彼此分离地布置，且彼此不交叠。
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