CN1756923A - 用于机动车辆的照明单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车的照明单元，具有多个排列在栅格中的半导体光源，所述半导体光源的栅格被划分成至少两个栅格部分，其中所述栅格部分分别彼此无关地被控制，和/或分别对应于一个不同的光功能，还具有一个设置在从半导体光源发出的光束的光路中的光学元件，其中所述半导体光源设置在一个位于一个共同的壳体中的共同的载体基底上，带有一个在光传播方向上透光的芯片保护层，并且所述壳体的内部空间用一种使光发生散射和/或产生色光的添加材料(8)来填充。

Description

用于机动车辆的照明单元
本发明涉及一种用于车辆的照明单元，带有多个分布排列在栅格中的半导体光源，所述半导体光源的栅格被划分成至少两个栅格部分，其中所述栅格部分可以分别彼此无关地被控制，和/或分别对应于一种不同的光功能，在一个由半导体光源发出的光束的光路上设置有一个光学元件。
由DE10009782A1已知了一种用于机动车辆的照明单元，作为光源，它具有多个排列在栅格中的半导体光源。所述半导体光源的栅格被划分成栅格部分，其中可分别以不同方式控制的栅格部分可分别对应于一种不同的光功能。由栅格部分射出的光束借助于一个位于光传播方向上的透镜对应于预先给定的光分布来成像。在半导体光源的栅格与所述透镜之间设置有一个光阑(Blende)，使得已知的照明单元基于投影原理工作。
这种已知的照明单元的缺点在于，所述栅格或栅格部分具有相当大的二维扩展，因为每个半导体光源都具有一个自身的壳体。此外，总是需要在半导体光源的栅格与透镜之间设置一个光阑。
本发明的任务在于改进用于机动车辆的照明单元，使得照明单元构造得更为紧凑且节省空间。
为解决该任务，本发明与权利要求1的前序部分相关联，其特征在于，半导体光源设置在一个共同的载体基底上，具有一个在光传播方向上透光的芯片保护层，该芯片保护层用一种使光发生散射和/或使光发生转变的添加材料来填充，并且设置一个隔光装置(Abschatter)，使得可以在被控制的栅格部分与未被控制的栅格部分之间的边界区域中实现相对陡峭的光强过渡，以形成明暗边界。
本发明的特别的优点在于，通过将半导体光源集中设置在一个共同的载体基底上，以及通过与之相关的半导体光源的很高的组装密度，可以大大提高光源的照明强度。在制造技术方面可以很简单地将单个的半导体光源作为芯片设置到一个共同的载体基底上。一个共同的透光的芯片保护层以及一个与之集成在一起的使光发生散射和/或使光发生转变的添加材料得到了均匀发光的发光面。根据本发明具有优点的是得到了一个空间上集中的光源，其具有相对较高的照明强度。一个隔光装置在一个由控制单元所控制的第一栅格部分与一个没有被控制单元所控制的第二栅格部分之间的边界区域中实现了相对陡峭的光强过渡。由此可以实现相对明显的明暗边界。栅格部分例如可以被控制以形成近距光和远光。
根据本发明的一种改进方案，隔光装置被构造为一个设置在第一栅格部分与第二栅格部分之间的边界区域中的隔离壁，其中隔离壁的开放端与芯片保护层的前侧面相隔一段距离，使得在相邻的栅格部分之间存在一个很小的、光学技术上的交替效果。相邻栅格部分的漫射光仅对各个栅格部分的光功能造成微不足道的影响。将隔光装置构造为隔离壁使得在制造光源时已经能够明确地确定相邻栅格部分在光学技术上的负面影响。
具有优点的是隔离壁从载体基底上伸出，使得当同时控制相邻的栅格部分时避免了在一个测量屏上形成暗条纹。
根据本发明的一种改进方案，所述半导体光源分别构造为芯片，其中这些芯片设置在一个共同的载体基底上。由此可以节省空间地、微型化地形成多个半导体光源。
根据本发明的一种改进方案，在芯片保护层的前侧面上以粘合方式设置光学元件，并且这些光学元件被调节得与相应的芯片相一致。由此可以有目的地将光线直接引导到光源的发光面上。
下面借助于附图更详细地描述本发明的两个实施例。
图中：
图1为一个照明单元的横截面示意图，
图2为半导体光源的栅格的俯视图，
图3为根据第二种实施方式的照明单元的放大横截面图，
图4为在被控制的第一栅格部分和未被控制的第二栅格部分之间的边界区域内照明单元投射到测量屏上的光强分布。
一个用于汽车、尤其是机动车辆的照明单元，主要由一个光源1和一个光学元件2组成，所述光学元件将光源1发出的光束按照预先给定的光分布直接成像。
根据本发明的照明单元例如可以作为汽车大灯用于产生近距光、远光、高速公路照明光、和/或曲线光等功能。
光源1由多个半导体光源3、尤其是LED光源(发光二极管)构成，它们按照栅格4的方式排列在一个共同的载体基底5上。
如图2所示，半导体光源3有规则地一个挨一个、并且彼此上下排列。半导体光源3被构造为所谓的芯片，其被敷设到一个共同的载体基底5上。
如由图1所得出的，芯片3在背对载体基底5的一侧上设置有一个共用的、透光的芯片保护层6。芯片保护层6以及载体基底5形成了一个将半导体光源3完全封闭起来的壳体7。芯片保护层6被设计为一个平面状的浇注体，它在为载体基底5装配了芯片3之后被敷设。
浇注体6具有使光发生散射和/或使光发生转变的添加材料8，尤其是荧光材料。添加材料8使得芯片保护层6的前侧面15在光传播方向上发出白光。添加材料8均匀分布在浇注体6中。
在根据图3的实施例中，一个光学元件16被构造为通过粘合直接位于浇注体6的前侧面15上的初级光学元件(透镜)。这个初级光学元件具有多个透镜单元17，这些透镜单元分别相对于芯片3被对齐。初级光学元件16由塑料材料以一体的方式制成，并且在浇注体6的前侧面16上与之通过粘接连接起来。
半导体光源3的栅格4借助于一个隔光装置9被划分成一个上部的栅格部分10和一个下部的栅格部分11。上部的栅格部分10用于产生近距光功能。下部的栅格部分11用于产生远光功能。为了产生远光，利用一个未示出的控制单元来接通上部的栅格部分10，使得栅格4中的所有半导体光源3都开始工作。
隔光装置9被构造为隔离壁，它垂直于载体基底5的延伸方向在载体基底5与壳体保护层6之间延伸。隔离壁9使得两个栅格部分10和11在光学技术上完全隔离。隔离壁9尤其是使得当唯一地控制一个栅格部分10或11时，不会同时照亮沿着另一个栅格部分10或11的隔离壁9的边缘带或者照亮减小了的边缘带。这种同时照亮的效果可能是由位于相邻栅格部分10或11中的添加材料8所引起的。具有优点的是由此可以形成一个明显的明暗边界。
隔离壁9的一个开放端以逐渐变细的方式形成一个尖端18，并与浇注体6的前侧面15相隔一段距离。由此确保了当同时控制第一和第二栅格部分10和11时，不会通过边界区域本身投射出干扰暗条纹。由此在栅格部分10和11之间的边界区域中实现了均匀的光过渡，以形成远光。此外，作为替代也可以接通第二栅格部分，以形成曲线光或高速公路照明光、以及均匀的近距光。
载体基底5与按照栅格形式排列的半导体光源3一起形成了一个半导体光源阵列。由此可以生成一个集中的、节省空间的光源，它在给定情况下可具有以简单的、不同的方式和方法来控制的栅格部分。具有优点的是，由此可以得到微型化的光源，它以制造技术上简单的方式改善了光功能应用的可变性。一方面，这种阵列具有与所需光强、光功能、或者汽车的车体开口形状相关的预先给定的形状。这可以通过芯片晶片的相应切割来实现。
另一方面，芯片3本身也可以具有与需求相应的形状。例如芯片3可以构造为三角形或蜂窝状，从而能够更好地模拟15°明暗边界的弯折，或者使组装密度更大。
通过隔光装置9的延伸，可以形成预先给定的明暗边界。各组半导体光源3可以被组合在一起，以形成基本光、非对称光或其他光分量。
具有优点的是，载体基底5也可以包含用于半导体光源3的控制电路。这个控制单元例如可以设计为集成电路。
载体基底5可以由导电材料、尤其是铜制成，或者也可以由不导电的材料、尤其是陶瓷材料或塑料材料制成。载体基底5用作光学技术组件及有源或无源的组件单元的载体，以及用于传导电流。芯片3通过接合技术与载体基底5的相应接口点相连接，并由浇注面6完全覆盖。
为此目的，在载体基底5上设置了导电的带状导线。
根据图1所示的实施例，光源1设置在透镜2(次级光学元件)的一个焦平面内，使得由光源1、3所发出的光束仅通过透镜2的成形按照预先给定的光分布被成像。
在图4中，当仅控制第一栅格部分10以形成近距光功能时，光强分布L通过在一个测量屏上得到的路径x来表示。这个光强分布按照贯穿的直线来表示，其中在第一栅格部分10与第二栅格部分11之间的一个边界区域G内，得到了光强分布的一个较大的梯度。这通过设置在该边界区域G内的隔光装置9来实现。由此可以得到一个明显的明暗边界。
与此相比，还示出了在边界区域G中未设置隔光装置9时的光强分布(虚线表示)。通过从第一栅格部分10到第二栅格部分11的这个光强分布的连续的、恒定的过渡，不能实现明显的明暗边界。

Claims (10)

1.用于汽车的照明单元，具有多个排列在栅格中的半导体光源，所述半导体光源的栅格被划分成至少两个栅格部分，其中所述栅格部分分别可彼此无关地被控制，和/或分别对应于一个不同的光功能，还具有一个设置在从半导体光源发出的光束的光路中的光学元件，其特征在于，所述半导体光源(3)设置在一个共同的载体基底(5)上，带有一个在光传播方向上透光的芯片保护层(6)，所述芯片保护层(6)用一种使光发生散射和/或使光发生转变的添加材料(8)来填充，并且设置了一个隔光装置(9)，该隔光装置可在被控制的栅格部分(10)与未被控制的栅格部分(11)之间的边界区域内形成一个相对陡峭的光强过渡，以形成一个明暗边界。
2.如权利要求1所述的照明单元，其特征在于，所述隔光装置(9)被设置在第一栅格部分(10)和第二栅格部分(11)之间的边界区域内。
3.如权利要求1或2所述的照明单元，其特征在于，所述隔光装置(9)被构造为一个使两个栅格部分(10，11)相互隔离的隔离壁，该隔离壁在光传播方向上从载体基底(5)伸出。
4.如权利要求3所述的照明单元，其特征在于，所述隔离壁(9)垂直于载体基底(5)延伸，并且所述隔离壁(9)的开放端与芯片保护层(6)的前侧面(15)相隔一段距离设置，和/或向着芯片保护层(6)的前侧面(15)逐渐变细。
5.如权利要求1至4中任一项所述的照明单元，其特征在于，所述栅格部分(10，11)的半导体光源(3)被构造为多个发射紫外线和/或发射蓝光的芯片，并且以半导体光源阵列的形式设置。
6.如权利要求5所述的照明单元，其特征在于，所述半导体光源阵列(4)被设置在光学元件(2，16)的一个焦平面内。
7.如权利要求1至6中任一项所述的照明单元，其特征在于，所述隔离壁(9)在载体基底(5)的延伸方向上具有一个用于形成明暗边界的相应纵向延伸。
8.如权利要求1至7中任一项所述的照明单元，其特征在于，所述添加材料(8)由光变换材料、尤其是荧光材料构成。
9.如权利要求1至8中任一项所述的照明单元，其特征在于，所述载体基底(5)被构造为平面状或弯曲状。
10.如权利要求1至9中任一项所述的照明单元，其特征在于，在芯片保护层(6)的背对载体基底(5)的前侧面(15)上设置一个直接位于芯片保护层(6)上的光学元件(16)。
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