包括集成led的尤其用于机动车辆照明构件的照明系统的制作方法
【专利说明】包括集成LED的尤其用于机动车辆照明构件的照明系统
[0001]本发明涉及一种照明系统，尤其是涉及用于机动车辆照明构件的照明系统，该照明系统具有集成的LED，尤其是具有集成在光学模块中的LED。
[0002]某些照明系统包括配备有发光二极管的印刷电路板，这些发光二极管通常称为LED、电连接至印刷电路。印刷电路板(经常缩写为PCB)是一种支撑件，通常是一块板，能够使一组电子部件电联结在一起，以便产生复杂的电子电路。这种板是平面的，并且包括由绝缘材料隔开的一个或多个薄铜层的组件。这种板可以是刚性的或柔性的。在照明装置中，配备有LED的印刷电路板或板件通常与所希望的照明方向成直角进行布置而用于良好的光的显现，大多数光束是由二极管在与印刷电路板成直角的方向上发出的。然而，在汽车领域中，特别是在前照灯的应用中，这种与照明方向成直角的定位使前照灯明显变得庞大并限制了设计。
[0003]还存在涉及与LED相关联的照明光学模块的照明系统，以便确保导光功能。这些LED则被布置成与该光学模块的距离较短，以使该光学模块接收这些LED发出的光。该光学模块经常与该照明系统的另一个元件(例如遮光罩或偏转器)结合。这类遮光罩经常距这些LED—段距离与这些LED的照明方向成直角地延伸。这类照明系统因而由相对于彼此布置的许多元件组成，这样使其组装复杂。此外，这类照明系统具有很大的体积，这样会限制它们的布置和形式，这特别是在汽车领域是不希望的。另外，在这种类型的照明系统中，每个LED是有差别的、并且是可见的。出于美观的原因，这可能是聪明的做法，以提高照明系统的外观风格、同时保留了其照明功能。
[0004]因此需要一种能够至少部分地弥补这些缺点并改变设计的照明系统。
[0005]为此，本发明的一个目的涉及一种照明系统，尤其是用于机动车辆前照灯的照明系统，包括一个配备有适合产生光的发光二极管的印刷电路板、以及一个被形成用以传播和传输所述光的光学模块，这个光学模块具有用于接收所述产生的光的接收表面、以及用于再传输所述产生的光的发射表面，其特征在于，所述光学模块具有一个用于容纳所述配备有发光二极管的印刷电路板的外壳，并且其特征在于，所述外壳具有一个形成所述接收表面的内壁。
[0006]凭借该印刷电路板在该光学模块体内的这种定位，所得到的照明系统是特别简单和紧凑的。此外，这种布置能够增强照明的美感。实际上，该光学模块可具有“错视画”类型的美学外观，因为它可以按某种方式表现为悬浮在照明系统内，没有可见的支撑元件或保持元件。因而能够制造一种带有发光元件(由印刷电路板和发光二极管形成的组件)的照明系统，该发光元件无需结合在该照明系统的另一个元件(如遮光罩或反射镜)中即可偏移，尤其是机动车辆的用于形成光学块的照明系统。
[0007]此外，该印刷电路板在该光学模块的体积内的定位能够使光学模块获得由这些发光二极管发出的大多数光福射，尤其是发出的光福射的95%-100%。
[0008]具体地，当该印刷电路板闭合该光学模块的外壳时，可以获得这些LED发出的所有光福射。本发明因而能够减少光损失。
[0009]另外，根据这些LED与该接收表面或与该接收表面的布置分隔开的距离，可以使光的显现增强。举例而言，这个接收表面可位于距离这些LED0.5-5cm的距离处。还有，举例而言，接收表面和LED可以这样的方式布置，以允许该接收表面的照明成120° -250°的角度，优选地是成150°-200°的角度，甚至是170°-190°，具体地是取180°的值。
[0010]有利地并且以非限制性的方式，该光学模块可以在聚合材料或玻璃中形成，优选地是半透明或透明的，适于传播或引导在其体积内环行的至少一个光束，特别是由发光二极管发出的光束。所用的材料可以是适合用于引导光辐射的任何材料，例如玻璃或聚合物类型的材料，有色的或是无色的，例如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。各光学模块因而可以简单地制造，并且其形式可以被适配于用于容纳该照明系统的部件。
[0011]在本发明的背景下，“透明性”应被理解为是指允许光通过材料而不使光发生散射的物理性质。在微观水平上，即所研究的尺寸比有关光子的波长大得多时，可以说，在这种类型的材料中，光子遵循Snel1-Descartes定律。
[0012]有利地并且以非限制性的方式，所述接收表面和/或所述发射表面可具有至少一个适合对所述光的一部分进行漫射的部分和/或在接收表面的一部分与发射表面的一部分之间的体积可适合对所述光的一部分进行漫射。
[0013]“漫射”应被理解为是指一种性质，据此一种材料(或在当前情况中是该模块的内表面或外表面的至少一部分)允许光通过、但是对光子进行散射并因此使其不再遵循Snel 1-Decartes定律。这种材料也被称为半透明材料。
[0014]接收表面的一部分和/或发射表面的一部分和/或在接收表面的一部分与发射表面的一部分之间的体积因此可被布置成用于对一部分光线进行漫射。
[0015]为此，接收表面的该部分和/或发射表面的该部分和/或在接收表面的一部分与发射表面的一部分之间的体积可以根据本身已知的方法至少部分地成粒、成纹理或蚀刻，或者是在半透明材料中，以便允许光散射或漫射。这种成粒、成纹理或蚀刻的部分可以延伸至足以允许光线漫射的厚度，或贯穿该光学模块的整个厚度。
[0016]光学模块的一部分因而可以位于半透明材料中而用以例如隐藏印刷电路板和LED，另一部分位于透明材料中。这种光学模块可以一体地制造或制成组装在一起的多个零件。
[0017]有利地，适合对所述光的一部分进行漫射的接收表面的该部分和/或发射表面的该部分和/或在接收表面的一部分与发射表面的一部分之间的体积可以这样的方式安排，从该光学模块外部的至少一个区(例如侧向区)不能看到印刷电路板。
[0018]该光学模块的外壳的内壁可以包括至少两个侧壁和至少一个底壁，尤其是当印刷电路板闭合外壳时是一个单一底壁。在这种情况下，所述至少两个侧壁可形成适合对所述光的一部分进行漫射的接收表面的该部分。
[0019]有利地并且以非限制性的方式，所述接收表面可具有适合使所述光的另一部分会聚的至少一个其他部分。这样能够使光的一部分在该光学模块的特定方向上(例如朝向需要比光学模块的其余部分更亮的区)聚集。
[0020]有利地，适合使光的另一部分会聚的接收表面的这个部分可以这种方式布置，以使光的这部分朝向该发射表面的特定区域会聚。
[0021]有利地，接收表面的该至少一个另外部分具有至少一个用于对光进行准直的光学
目.ο
[0022]用于准直、偏转或会聚光线的光学装置可以涉及菲涅尔透镜、瞄准器、棱镜或刻面类型的一种或多种常规光学元件。这种光学器件旨在使入射光线朝向该光学模块的发射表面会聚，尤其是朝向该光学模块的发射表面的特定区域会聚。
[0023]该光学准直装置可以通过本身已知的方法有利地固定在内壁的其他部分的至少一个表面区域上，或者被刻蚀在所述表面区域上。
[0024]该光学模块的外壳的内壁可以包括至少两个侧壁和至少一个底壁，尤其是当印刷电路板闭合外壳时是一个单一底壁。在这种情况下，所述底壁可形成适合使所述光的一部分会聚的接收表面的其他部分。
[0025]有利地，该外壳可具有适合对光线的一部分进行漫射的内壁的一部分、以及适合使所述光的另一部分会聚的内壁的另一部分。这种布置具有遮蔽这个或这些LED光源的美感优势。因而从人的视角来看能够隐藏光源。于是通过光束的漫射和透射来确保照明功能的光学模块因而可以通过这组LED被持续且均匀地完全照亮。对光进行漫射的壁的这部分尤其能够通过遮蔽这些LED而对该模块进行侧向照明，用于光线会聚的该内壁的这部分能够有助于该模块的照明功能。在这种情况下，在风格方面增强了这种模块的视觉外观。
[0026]有利地并且以非限制性的方式，该外壳的所述内壁可包括至少两个侧壁和至少一个底壁(尤其是单个底壁)，并且所述光学模块的发射表面可以具有一个基本上平行于所述底壁的外表面、以及分别与所述至少两个侧壁基本上平行的至少两个侧向外表面。该发射表面因而可形成该光学模块的一个外壁，尤其是该光学模块的几乎全部外壁。与可以出现在该光学模块后部处外壳的位置相反，与该底壁基本上平行的外表面因而可以例如是被称为“前”外表面。这些侧向外表面可形成适合对光进行漫射的发射表面的一部分。为此，这个部分可以至少部分地成粒、成纹理或蚀刻。
[0027]该外壳可以是在与前外表面相对的背面上开口的凹槽或狭槽，例如与其平行或基本上平行，例如在该模块的整个周边上。这个凹槽或狭槽的横截面可以是多边形的，例如是梯形的或椭圆形的，例如圆弧形或任何其他合适的形式。
[0028]该光学模块可具有冠环形式或类似的形式，其可以是圆柱形的、圆锥形的或截头圆锥形的，甚至是椭圆形的。然而，本发明不限于该光学模块的特定形式，其很可能采取任何适合于相关的照明系统的形式。
[0029]本发明还涉及一种配备有根据本发明的照明系统的机动车辆照明构件。
[0030]这种照明构件尤其可以从用于车辆信号传递的前照灯(或光学块)以及旨在定位于车辆内部的环境照明灯中选择。优选地，该构件是前照灯。
[0031]照明构件通常包括一个壳体，该壳体的一面是半透明的或透明的而用于光束的出射。于是根据本发明的照明系统被布置在该壳体内、并通过至少一个固定元件固定在该壳体上，该照明系统的方向使由LED产生的光通过该壳体的半透明或透明面出射。
[0032]这个或这些固定元件可以是形式和尺寸不同的杆或条，如矩形杆或条。优选地，这个或这些固定元件是用与该光学模块相同的材料制造的，这样能够增大该光学模块的“悬浮”效果，这类元件使光的传播受到很少干扰或不受干扰。
[0033]固定元件的数量不受限制，只要它能够确保固持功能。通常，使用至少两个固定元件，但是只用一个也是可能的。
[0034]这个或这些固定元件可通过所述元件的端部区域被固定到该光学模块的外表面上，对侧的端部区域能够固定到该壳体上。
[0035]本发明的另一个目的涉及一种配备有至少一个根据本发明的照明系统的