专利名称：车内照明设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车内照明设备。
背景技术：
车内照明设备是汽车的常用设备，通常它包括一个具有光发射窗的罩，至少一个被容纳在上述罩中的用于照明物体的照明舱，还包括光源和光学装置以及中央供电模块。 其中，第一个照明舱被设计成用于照明伸展到离照明设备较远的角落。第二个照明舱被设计成用于照明离照明设备较近的位置。照明设备的光源彼此间可以独立地受到控制，从而进行最佳照明。在已知的照明设备中，每个照明舱都有一个作为光源的管状放电灯和一个作为光学装置的反射器。这种照明设备的一个缺点是，来自光源的光难于聚成一束。实际中50%以上常被射到被照物体之外。
发明内容
本发明的目的是提供一种下文中所描述的照明设备，在此照明设备中由光源产生的光得到了更有效地利用。按照本发明，为达到此目的照明设备的特征在于，照明舱包括一组(例如几打)照明单元，每个照明单元至少包括一个LED芯片和一个与芯片协同工作的光学系统，上述LED 芯片和光学系统分别作为光源和光学装置，同时照明单元在工作期间照明物体的各部分， 并且工作时每个LED芯片至少提供51m的光通量。LED芯片包括一个由半导体材料如AlInGaP或InGaN形成的有源层，它在电流流过时发光。由LED芯片和初级光学系统构成的集成元件就是广为人知的LEDs (发光二极管)，也称为LED灯。LED芯片有源层的表面积比较小，例如在十分之几mm2到几mm2的数量级。因此，一个LED芯片可以构成一个近似性非常好的点光源，从而由它产生的光可以较容易且较准确地被汇聚成一束。由于多个LED芯片联合在一起照明物体，每个独立的光束只打在物体的某一部分，这束光可能非常窄，因此可以以高准确度将它们对准在物体的边界以内并且只有极少数的光被射到物体以外。使用工作期间每个至少提供51m光通量的 LED芯片便可以形成按照本发明的照明设备，尽管其照明单元的数量较为有限，但却提供了广泛应用的可能性，例如可以用于街道照明，聚光照明，或泛光照明。通过对照明舱中光通量的控制或者通过对照明舱中各分立照明单元的控制，可以灵活地对光分布进行调整。如果很需要，物体被照明的各部分可以彼此覆盖从而获得一个更为均勻的照明效果，如照明度或亮度。为了获得均勻的光分布，也希望被照明的各部分能够彼此覆盖。当LED芯片产生的光大部分是在大约520nm到大约600nm的波长范围时，在光效能占主要地位而演色性并不太重要的场合中使用较为合适，例如用于照明车厢内的前排以及后排座椅。例如，在这种场合中可以使用含有AUnGaP有源层、发射峰值在592nm的LED 芯片。相反地，在演色性占主要地位的场合，如家用大客车空间照明等，可以使用发射红光、 绿光、和蓝光的LED芯片的组合，例如具有AlInGaP有源层、发射的波长范围为590-630nm的LED芯片，和具有InGaN有源层、发射的波长范围为520_565nm和430_490nm的LED芯片。 发射红光、绿光、蓝光的LED芯片的有源层可以做在同一块衬底上，例如一个用蓝宝石或碳化硅做成的衬底，并且这些LED芯片可以使用同一个光学系统。或者，例如还可以用这样一种照明单元，其内部的LED芯片发射UV光辐射，同时此照明单元的光学系统含有一个将UV 光辐射转化成可见光辐射的装置。用于转换UV光辐射的装置可以由例如一个做在LED芯片上的发光层形成。按照本发明，一个具有吸引力的照明设备实施方案的特征在于，该组照明单元包括两类或种类更多的照明单元，目的是用互不同的光谱照明物体的各部分。照明单元的光谱可以被调整到与物体各部分的光学特性(如反射性)相适应，从而实现这些部分的最佳可见度。除此之外，不同的光谱还可以使观察者易于确定自己的方向。按照本发明的照明设备的一个合理实施放案的特征在于，该组照明单元包括两类或种类更多的照明单元，以产生超强加宽或次强加宽的光束。在此实施方案中，物体被照明的各部分可以具有近乎一样的表面积和近乎一样的照明度，这是因为物体离照明设备较近的部分是用超强加宽的光束进行照明的而相当远的部分则是用次强加宽的光束进行照明的。这使把被照物体的表面划分成由特定照明单元进行照明的多个区域的工作变得更加容易ο照明单元的光学系统包括，例如，反射元件，折射元件，和/或衍射元件。按照本发明，照明设备的一个实用实施方案的特征在于，照明单元的光学系统包括一个初级光学系统和一个次级光学系统，上述初级光学系统配有一个初级反射器，初级反射器上装有一个 LED芯片并具有一个例如半球形的透明罩，LED芯片便被埋在这个罩中，上述次级光学系统配有一个次级的例如锥形的反射器，LED芯片被安装在该反射器较窄的端部。如果次级反射器在其与较窄端相对的一端支撑一个透镜，则对于较窄光束的产生较为有利。
图1为一种车内LED照明设备的结构示意图。其中，1为中央供电模块，2为LED 照明单元。
具体实施例方式一种车内照明设备，包括至少一个具有光发射窗的罩，至少一个被容纳在上述罩内、用于照明物体的照明舱，还包括光源和光学装置以及中央供电模块1，照明舱包括一组照明单元2，每个照明单元包括至少一个LED芯片和一个与芯片协同工作的光学系统，上述 LED芯片和光学系统分别构成光源和光学装置。在此照明设备中，由光源产生的光可以得到更有效地利用。一个具有吸引力的实施方案的特征在于，照明单元的光学系统包括一个透明体， 此透明体具有第一个光学部件，该部件通过折射使LED芯片发出的光偏转，和第二个光学部件，该部件通过反射使LED芯片产生的光偏转。上述实施方案的一个合理改进形式的特征在于，透明体具有一个宽端和一个与宽端相对应的窄端部分，LED芯片便被埋置在较窄的一端，同时LED芯片远离透明体宽端的一侧被安装在一个初级反射器上，上述透明体具有一个相对于轴来说被安置在正中的球形部分，此部分被凹陷到宽端里并形成第一个光学部件，同时透明体在轴的四周具有一个边缘部分，此部分在轴的周围具有一个抛物形圆面并形成第二个光学部件。照明单元可以配备一个用于调整预定光束方向的装置。这样，照明设备的光分布在制造过程中就已经被调整到与使用条件，例如在街道照明设备中路面的宽度和安有照明设备的电线杆的间隔，相适应。一个合理的实施方案的特征在于，不同照明单元光学系统的组成部分形成一个整体。这简化了组装照明设备的操作。依据用途，上述组成部分可以使LED芯片产生的光偏转，变窄，和/或将光束分开。在本实施方案的一个改进形式中，成为一体的光学系统的各个组成部分为发射窗中透明板上的凹凸花纹。该花纹最好是由大体上成镜像对称的隆脊形成。这样的花纹能从入射光束中形成偏离较强、杂散光极少的两束光。在上述实施方案的一个合理改进形式中，照明单元被排成沿纵轴伸展的许多行。 同一行中照明单元的光轴基本彼此平行并横交纵轴，而不同行上照明单元的光轴则绕着与纵轴平行的另一根轴彼此间每次围成一个角，成为一体的组成部分从照明单元产生的光束中形成偏离光束，这些光束相对于经过照明单元光轴和另一根轴的平面大体上成对称分布。由于各行定向的不同而在纵轴周围产生的各角以及由于另外一些照明单元而在横截所述另一根轴和所述光轴处产生的各角可以覆盖出一个较大的将被照明的面积。无论怎样， 此照明设备具有相对来说较为简单的结构。将照明单元排成行并使同一行中的照明单元具有相同的方向，这种排列给出了一个简单的照明单元的布局。
权利要求
1.一种车内照明设备，包括至少一个具有光发射窗的罩，至少一个被容纳在上述罩内、 用于照明物体的照明舱，还包括光源和光学装置以及中央供电模块，其特征在于，照明舱包括一组照明单元，每个照明单元包括至少一个LED芯片和一个与芯片协同工作的光学系统，上述LED芯片和光学系统分别构成光源和光学装置，同时在工作期间照明单元照明物体的各部分，且在工作期间每个LED芯片至少提供51m的光通量。
2.按照权利要求1所要求的车内照明设备，其特征在于，该组照明单元包括两类或种类更多的照明单元，以产生超强及次强加宽的光束。
3.按照权利要求1或2所要求的车内照明设备，其特征在于，照明单元的光学系统包括一个初级光学系统和一个次级光学系统，上述初级光学系统配有一个其上安着LED芯片的初级反射器和一个透明罩，LED芯片被埋置在透明罩中，上述次级光学系统配有一个次级反射器，LED芯片被定位在此反射器较窄的端部。
4.按照权利要求3所要求的车内照明设备，其特征在于，次级反射器在其与较窄端部相对应的一端支撑着一个透镜。
5.按照权利要求1或2所要求的车内照明设备，其特征在于，照明单元的光学系统包括一个透明体，此透明体具有的第一个光学部件通过折射使LED芯片产生的光偏转，其具有的第二个光学部件通过反射使LED芯片产生的光偏转。
6.按照权利要求5所要求的车内照明设备，其特征在于，透明体具有一个宽端和一个与宽端相对应的较窄的端部，LED芯片被埋置在较窄的端部，同时LED芯片远离透明体的一侧被安装在一个初级反射器上，上述透明体具有一个球形部分，该部分相对于轴被放置在正中且被凹陷到宽端部中并形成第一个光学部件，同时透明体在轴的周围具有一个边缘部分，此部分在轴的周围具有一个抛物形圆面，并形成第二个光学部件。
全文摘要
一种车内照明设备，包括至少一个具有光发射窗的罩，至少一个被容纳在上述罩内、用于照明物体的照明舱，还包括光源和光学装置以及中央供电模块，其特征在于，照明舱包括一组照明单元，每个照明单元包括至少一个LED芯片和一个与芯片协同工作的光学系统，上述LED芯片和光学系统分别构成光源和光学装置。在此照明设备中，由光源产生的光可以得到更有效地利用。
文档编号F21Y101/02GK102313217SQ201010212679
公开日2012年1月11日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者张青青, 石汝军, 赵将玺, 郑晓华, 郭怀鹏, 韩娜 申请人:淄博高新区联创科技服务中心