DE102009047765A1 - High frequency modulated lighting for photonic mixer device camera installed in motor vehicle, has opening formed in housing at region of light sources, and metal plating that controls electromagnetic emission - Google Patents

High frequency modulated lighting for photonic mixer device camera installed in motor vehicle, has opening formed in housing at region of light sources, and metal plating that controls electromagnetic emission Download PDF

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Abstract

The lighting (1) has a set of light sources (60) i.e. LEDs, arranged on a mounting substrate (50). The substrate is covered on a side of the sources using a rectangular housing (10) and a metal plating (15). An opening (35) is formed in the housing at a region of the sources, where the housing acts as a reflector (30) at the region of the sources. The plating controls electromagnetic emission, where the opening extends up to a length of about 10 mm in the region of the sources. The plating is electrically connected with a contact surface (52) of the substrate over a conductive seal (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtung mit einem Gehäuse, dass im Bereich der Lichtquellen als Reflektor ausgebildet ist nach Gattung des unabhängigen Anspruchs.The invention relates to a lighting with a housing that is formed in the region of the light sources as a reflector according to the preamble of the independent claim.

Es ist bekannt, dass bestimmte Typen von Beleuchtungen beispielsweise hochfrequent modulierte Beleuchtungen bzw. Entladungslampen störende elektromagnetische Wellen erzeugen und beispielsweise elektronische Geräte eines Fahrzeuges negativ beeinflussen können. Derartige Störungen sind unerwünscht und es werden seither Anstrengungen unternommen die elektromagnetische Verträglichkeit derartiger Lichtquellen beispielsweise durch Abschirmungen zu verbessern.It is known that certain types of lighting, for example, high-frequency modulated lighting or discharge lamps generate disturbing electromagnetic waves and can adversely affect, for example, electronic devices of a vehicle. Such disturbances are undesirable and efforts have since been made to improve the electromagnetic compatibility of such light sources, for example by shielding.

So ist beispielsweise aus der DE 10 2006 010 660 A1 ein Kraftfahrzeugscheinwerfer bekannt, bei dem der Reflektor aus einem metallisierten Kunststoff gefertigt und zur elektromagnetischen Abschirmung die Metallisierung mit einem Massepotenzial verbunden ist.For example, from the DE 10 2006 010 660 A1 a motor vehicle headlight is known in which the reflector made of a metallized plastic and the electromagnetic shielding the metallization is connected to a ground potential.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, Reflektoren für modulierte Lichtquellen im Hinblick einer elektromagnetischen Verträglichkeit zu verbessern.The object of the invention is to improve reflectors for modulated light sources with regard to electromagnetic compatibility.

Die Aufgabe wird in vorteilhafter Weise durch die erfindungsgemäße Beleuchtung gemäß des unabhängigen Anspruchs gelöst.The object is achieved in an advantageous manner by the illumination according to the invention according to the independent claim.

Vorteilhaft ist eine Beleuchtung mit einem Gehäuse vorgesehen, bei dem auf einem Trägersubstrat Lichtquellen angeordnet sind. Das Gehäuse ist metallisiert und deckt das Trägersubstrat auf der Seite der Lichtquellen ab. Im Bereich der Lichtquellen weist das Gehäuse eine Öffnung aus und ist als Reflektor ausgebildet. Das Gehäuse und auch der Reflektor sind im Wesentlichen vollflächig metallisiert. Die Metallisierung ist hierbei vorzugsweise zur Unterdrückung elektromagnetischer Emissionen ausgebildet.Advantageously, a lighting is provided with a housing in which light sources are arranged on a carrier substrate. The housing is metallised and covers the carrier substrate on the side of the light sources. In the area of the light sources, the housing has an opening and is designed as a reflector. The housing and also the reflector are substantially metallized over the entire surface. The metallization is preferably designed to suppress electromagnetic emissions.

Dieses Vorgehen hat insbesondere den Vorteil, dass eine aufwendige Kontaktierung metallisierter Reflektoren mit einem Massepotential nicht notwendig sind, da die Metallisierung des Gehäuses und der Reflektoren als eine einheitliche Metallfläche ausgebildet ist.This approach has the particular advantage that a complex contacting metallized reflectors are not necessary with a ground potential, since the metallization of the housing and the reflectors is formed as a uniform metal surface.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Öffnung im Bereich der Lichtquellen in ihrer längsten Ausdehnung maximal 10 mm aufweist. So wird vorteilhaft vermieden, dass elektromagnetische Strahlung mit einer größeren Wellenlänge von der Schaltung auf dem Trägersubstrat bzw. den Lichtquellen auf dem Trägersubstrat emittiert werden kann.Furthermore, it is provided that the opening in the region of the light sources in their longest extent has a maximum of 10 mm. Thus, it is advantageously avoided that electromagnetic radiation having a greater wavelength can be emitted from the circuit on the carrier substrate or the light sources on the carrier substrate.

In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die Metallisierung des Gehäuses über eine leitfähige Dichtung mit einer Kontaktfläche des Trägersubstrats elektrisch verbunden ist. Durch dieses Vorgehen wird vorteilhaft vermieden, dass beispielsweise über Schlitze zwischen dem Trägersubstrat und dem Gehäuse elektromagnetische Wellen ausdringen können.In a further embodiment, it is advantageously provided that the metallization of the housing is electrically connected via a conductive seal with a contact surface of the carrier substrate. By this procedure is advantageously avoided that, for example, via slots between the carrier substrate and the housing electromagnetic waves can escape.

Zweckmäßiger Weise liegt der elektrische Widerstand über die leitfähige Dichtung zwischen Metallisierung und Kontaktfläche unterhalb 5 Ω vorzugsweise kleiner 2 Ω und insbesondere kleiner 1 Ω, so dass die elektrische Verbindung bzw. die Abschirmung über die leitfähige Dichtung besonders effektiv ausgestaltet werden kann.Expediently, the electrical resistance across the conductive seal between the metallization and the contact surface is less than 5 Ω, preferably less than 2 Ω and in particular less than 1 Ω, so that the electrical connection or the shielding can be made particularly effective via the conductive seal.

Zweckmäßiger Weise ist die Metallisierung dergestalt dass im Bereich der Reflektoren die Reflektivität größer 70% vorzugsweise größer 90% ist, um eine möglichst hohe Lichtausbeute zu erreichen.Suitably, the metallization is such that in the region of the reflectors, the reflectivity is greater than 70%, preferably greater than 90%, in order to achieve the highest possible light output.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, ist es auch vorgesehen, das Trägersubstrat auf der den Lichtquellen gegenüberliegenden Unterseite vorzugsweise vollflächige zu metallisieren, und zudem die Metallisierung elektrisch mit den Kontaktflächen zu verbinden. Diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass die modulierten elektrischen Baugruppen auf dem Trägersubstrat vollständig innerhalb eines metallisierten Bereiches zu liegen kommen.In a further advantageous embodiment, it is also provided to metallize the carrier substrate on the bottom opposite the light sources preferably full-surface, and also to connect the metallization electrically connected to the contact surfaces. This embodiment has the particular advantage that the modulated electrical components on the carrier substrate come to lie completely within a metallized region.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 schematisch eine erfindungsgemäße Beleuchtung, 1 schematically a lighting according to the invention,

2 ein erfindungsgemäßes Gehäuse mit metallisierten Trägersubstrat. 2 an inventive housing with metallized carrier substrate.

1 zeigt im oberen Bild eine Aufsicht des erfindungsgemäßen Gehäuses und im unteren Bild einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Gehäuse entlang der gestrichelten Linie. In der Aufsicht ist ein rechteckiges Gehäuse 10 mit zwei kreisrunden Reflektoren 30 zu sehen, in deren Zentrum jeweils eine Öffnung 35 für eine darunter liegende Lichtquelle 60 angeordnet ist. 1 shows in the upper picture a plan view of the housing according to the invention and in the lower picture a cross section through the housing according to the invention along the dashed line. In the supervision is a rectangular housing 10 with two circular reflectors 30 to see, in the center of each one opening 35 for an underlying light source 60 is arranged.

Im Querschnitt ist die parabolische Form der Reflektoren 30 zu erkennen. Die Öffnung 35 Reflektoren 30 ist oberhalb der Lichtquellen 60 angeordnet. Sowohl die Reflektoren 30 als auch die übrige Gehäuse-Außenoberfläche sind mit einer Metallisierung 15 zumindest teilweise bedeckt. Die Metallisierung 15 ist zu mindestens auch teilweise auf der Innenseite des Gehäuses weitergeführt. Zwischen dem unterhalb des Gehäuses liegenden Trägersubstrat 50 ist eine umlaufende leitfähige Dichtung 20 angeordnet, die sich sowohl auf einer Kontaktfläche 52 des Trägersubstrats 50 als auch auf einer auf der Innenseite des Gehäuse fortgesetzten Metallisierung 15 abstützt.In cross-section is the parabolic shape of the reflectors 30 to recognize. The opening 35 reflectors 30 is above the light sources 60 arranged. Both the reflectors 30 as well as the rest of the exterior housing surface are metallized 15 at least partially covered. The metallization 15 is at least partially continued on the inside of the housing. Between the underlying carrier substrate 50 is a circumferential conductive seal 20 arranged, located on both a contact surface 52 of the carrier substrate 50 as well as on a continued on the inside of the housing metallization 15 supported.

In der hier dargestellten Ausführungsform ist zumindest in Richtung des abgestrahlten Lichts eine Reduzierung der störenden elektromagnetischen Strahlung möglich.In the embodiment shown here, a reduction of the interfering electromagnetic radiation is possible at least in the direction of the emitted light.

2 zeigt eine Weiterbildung des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels, bei dem ausgehend von der Kontaktfläche 52 die Metallisierung auch unterhalb des Trägersubstrats 50 weitergeführt wird. Die Metallisierung 15 des Gehäuses 10 über die leitfähige Dichtung 20 in Kontakt mit der Kontaktfläche 52 und der Metallisierung 55 des Trägersubstrats 50 bilden gemeinsam einen geschlossenen Faradayscher Käfig innerhalb dessen sich die hochfrequent modulierten Bauelemente befinden. Ein derartiges Vorgehen verbessert die elektromagnetische Verträglichkeit in allen Raumrichtungen. 2 shows a training of in 1 shown embodiment, in which, starting from the contact surface 52 the metallization also below the carrier substrate 50 is continued. The metallization 15 of the housing 10 over the conductive seal 20 in contact with the contact surface 52 and the metallization 55 of the carrier substrate 50 together form a closed Faraday cage within which the high-frequency modulated components are located. Such a procedure improves the electromagnetic compatibility in all spatial directions.

Mit der vorgeschlagenen Lösung ist der sonst üblichen Montageaufwendungen deutlich reduziert, da Reflektoren und EMV-Abschirmung als gemeinsames Element gefertigt werden können. Auch der konstruktive Aufwand ist geringer, da Reflektor und EMV-Abschirmung nicht separat hergestellt und montiert werden müssen.With the proposed solution of the usual installation costs is significantly reduced because reflectors and EMC shielding can be manufactured as a common element. The design effort is lower because reflector and EMC shielding need not be manufactured and assembled separately.

Die Lichtquellen 60 sind vorzugsweise als LED konzipiert und strahlen vorzugsweise Licht im Bereich des nahen UV bis hin zu infraroter Strahlung aus. Die dargestellte Ausführungsform ist insbesondere geeignet Störstrahlungen im Frequenzbereich kleiner 2 GHz effektiv abzuschirmen.The light sources 60 are preferably designed as LED and preferably emit light in the range of the near UV up to infrared radiation. The illustrated embodiment is particularly suitable to effectively shield interference radiation in the frequency range less than 2 GHz.

Dieser Frequenzbereich kann insbesondere dadurch eingehalten werden, dass die Austrittsöffnungen 35 für die optische Strahlung möglichst klein gehalten werden, also insbesondere mit maximalen Öffnungsweiten kleiner 10 mm gefertigt werden. Um die Lichtausbeute effektiv zu erhöhen, ist es insbesondere von Vorteil die Reflektoren mit hochreflektierendem Material auszustatten. Gemeinhin werden hierzu Aluminium, Silber oder entsprechende Legierungen geeignet eingesetzt. Gegebenenfalls kann zusätzlich auch eine hochglänzende Lackierung im Bereich der Reflektoren vorgesehen sein.This frequency range can be maintained in particular by the fact that the outlet openings 35 be kept as small as possible for the optical radiation, so in particular be made with maximum opening widths smaller than 10 mm. In order to increase the light output effectively, it is particularly advantageous to equip the reflectors with highly reflective material. Commonly, aluminum, silver or corresponding alloys are suitably used for this purpose. Optionally, in addition, a high-gloss paint in the area of the reflectors can be provided.

Das Zusammenfügen des Trägersubstrats und des Gehäuses kann insbesondere durch Klemmverbindung oder gegebenenfalls auch Schraubverbindungen erfolgen. Durch diese Art des Vorgehens können insbesondere aufwendige Lötverbindungen vermieden werden.The joining of the carrier substrate and the housing can be done in particular by clamping connection or possibly also screw. By this type of procedure in particular costly solder joints can be avoided.

Vorteilhaft wird der Flächenwiderstand der Metallisierung des Kunststoffes unterhalb 200 Ω eingestellt. Zudem lassen sich elektromagnetische Emissionen über den Spalt zwischen Gehäuse und Trägersubstrat effektiv verhindern, wenn der Kontaktwiderstand über die leitfähige Dichtung kleiner 5 Ω bzw. kleiner 2 Ω oder noch besser kleiner 1 Ω ist. Die Metallisierung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die störstrahlungemittierenden Bauteile effektiv umschlossen bzw. abgeschirmt sind.Advantageously, the sheet resistance of the metallization of the plastic is set below 200 Ω. In addition, electromagnetic emissions across the gap between housing and carrier substrate can be effectively prevented if the contact resistance across the conductive seal is less than 5Ω, or less than 2Ω, or more preferably, less than 1Ω. The metallization is preferably designed such that the interference-radiation-emitting components are effectively enclosed or shielded.

Die Beleuchtung ist vorzugsweise als Beleuchtung für eine 3D-TOF-Kamera beispielsweise PMD-Kamera ausgestaltet, wobei die Leuchtdioden typischerweise mit einer Frequenz zwischen 500 kHz und 100 MHz moduliert werden.The illumination is preferably configured as illumination for a 3D TOF camera, for example a PMD camera, wherein the light-emitting diodes are typically modulated with a frequency between 500 kHz and 100 MHz.

Selbstverständlich kann die dargestellte Ausführungsform auch für Beleuchtung mit einer Lichtquelle und einem Reflektor sowie auch mehreren Lichtquellen und Reflektoren ausgebildet sein.Of course, the illustrated embodiment may also be designed for illumination with a light source and a reflector as well as a plurality of light sources and reflectors.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (6)

Beleuchtung (1) mit einem Gehäuse (10) und auf einem Trägersubstrat (50) angeordneten Lichtquellen (60), wobei das Trägersubstrat (50) auf der Seite der Lichtquellen (60) mit einem metallisierten Gehäuse (10, 15) abgedeckt ist, wobei das Gehäuse (10) im Bereich der Lichtquellen (60) eine Öffnung (35) aufweist und das Gehäuse (10) im Bereich der Lichtquelle (60) als Reflektor (30) ausgebildet ist, wobei die Metallisierung (15) des Gehäuse (10) zur Unterdrückung elektromagnetischer Emission ausgebildet ist.Lighting ( 1 ) with a housing ( 10 ) and on a carrier substrate ( 50 ) arranged light sources ( 60 ), wherein the carrier substrate ( 50 ) on the side of the light sources ( 60 ) with a metallized housing ( 10 . 15 ), the housing ( 10 ) in the area of the light sources ( 60 ) an opening ( 35 ) and the housing ( 10 ) in the region of the light source ( 60 ) as a reflector ( 30 ), wherein the metallization ( 15 ) of the housing ( 10 ) is designed to suppress electromagnetic emission. Beleuchtung nach Anspruch 1, bei dem die Öffnung (35) im Bereich der Lichtquellen (60) maximal 10 mm in ihrer längsten Ausdehnung aufweist.Lighting according to claim 1, wherein the opening ( 35 ) in the area of the light sources ( 60 ) has a maximum of 10 mm in its longest extent. Beleuchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Metallisierung (15) des Gehäuses (10) über eine leitfähige Dichtung (20) mit einer Kontaktfläche (52) des Trägersubstrats (50) elektrisch verbunden ist.Illumination according to one of the preceding claims, in which the metallization ( 15 ) of the housing ( 10 ) via a conductive seal ( 20 ) with a contact surface ( 52 ) of the carrier substrate ( 50 ) is electrically connected. Beleuchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der elektrische Widerstand über die leitfähige Dichtung (20) zwischen Metallisierung (15) und Kontaktfläche (52) kleiner 5 Ohm, vorzugsweise kleiner 2 Ohm und insbesondere kleiner 1 Ohm ist.Lighting according to one of the preceding claims, in which the electrical resistance via the conductive seal ( 20 ) between metallization ( 15 ) and contact surface ( 52 ) is less than 5 ohms, preferably less than 2 ohms, and more preferably less than 1 ohms. Beleuchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Metallisierung (15) im Bereich der Reflektoren (30) eine Reflektivität größer 70%, vorzugsweise größer 90% aufweist.Illumination according to one of the preceding claims, in which the metallization ( 15 ) in the area of the reflectors ( 30 ) has a reflectivity greater than 70%, preferably greater than 90%. Beleuchtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Trägersubstrat (50) auf der den Lichtquellen (60) gegenüberliegenden Unterseite eine im Wesentlichen vollflächige Metallisierung (55) aufweist, die elektrisch mit den Kontaktflächen (52) verbunden ist.Illumination according to one of the preceding claims, in which the carrier substrate ( 50 ) on the light sources ( 60 ) opposite underside a substantially full-surface metallization ( 55 ) electrically connected to the contact surfaces ( 52 ) connected is.
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