汽车前照灯元件的制作方法

专利名称：汽车前照灯元件的制作方法
汽车前照灯元件 本发明涉及一种汽车前照灯元件。文献WO 01/01037A1和WO 01/01038A1描述了 一种汽车前照灯。 本发明的任务是提供一种具有特别长的使用寿命的汽车前照灯元件。本发明提供一种汽车前照灯元件。该汽车前照灯元件例如适用于在汽车前照灯中起着产生灯光的部 件的作用。在这种情况中，在一前照灯中可以设置多个相同类型的前 照灯元件。此外，除了汽车前照灯元件外还可以在汽车前照灯元件中 包括产生另一些灯光的结构部件，例如卣族灯或电气体放电灯。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式汽车前照灯元件包括至 少一个发光二极管。该发光二极管包括至少一个发光二极管电路板 (Leuchtdiodenchip )，优选地发光二极管包括多个发光二极管电路 板。优选地汽车前照灯元件适合发射白色的光。在汽车前照灯元件的至少一个实施方式中该汽车前照灯元件包括 一控制装置。该控制装置适合用于处理一与测量值有关的信号。测量值例如可以是温度，汽车前照灯元件的发光二极管用以发射 电磁辐射的强度，前照灯元件以外的环境亮度，流过发光二极管的电 流或者类似的。测量值由一探测器检测，并且转换成电信号。控制装 置适合用于处理根据测量值产生的电信号，并且将相应的电流输送到 发光二极管中。也就是说，控制装置根据至少一个物理测量值调节流 过发光二极管的电流。控制装置例如可以包括一微处理机。根据汽车前照灯元件的至少一个实施方式控制装置和发光二极管 设置在共同的支架上。例如该支架是一印刷电路板。也就是说，在该 支架上设置有电接线部位，借助这些电接线部位可从外部电接触该控 制装置。此外，该支架优选地还具有导体电路。这些电导体电路适合 用于将接线部位和控制装置以及将控制装置和发光二极管彼此电连接 起来。此外，该支架优选地用作热传导部件，并且适合用于将在工作 中由发光二极管产生的热量传入到一安装在该支架上的冷却体上。按 照汽车前照灯元件的至少一个实施例汽车前照灯元件具有至少一个发
光二极管。此外，汽车前照灯元件具有至少一个控制装置。该控制装置适合 用于处理和测量值有关的信号，并且相应于该信号将电流输入发光二 极管中，其中，控制装置和发光二极管设置在共同的支架上。根据汽车前照灯元件的至少一个实施方式控制装置适合根据电阻 上的压降计算出流过发光二极管的电流。为此一并联电阻和发光二极管串联。该电阻优选地设置在支架上。控制装置借助已公开的电阻上 的压降适合于计算出流过发光二极管的电流。可由控制装置将如此计 算出的实际值和额定电流值进行比较。然后该控制装置适合对流过发 光二极管的电流进行如此的再调整，即该流过二极管的电流至少接近 额定电流值。为此例如可由汽车前照灯元件的外部规定该额定的电流值。为此 从外部将一相应的信号耦合到该控制装置中。例如借助一将该控制装 置与其电连接的接线销将该信号耦合到该控制装置中。优选地该接线 销为此设置在支架上。优选地该额定电流可连续地变化。这样就可借助该额定电流值的 变化无级地调节发光二极管。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式这个汽车前照灯元件适 合根据温度传感器的信号提供流过发光二极管的电流。此外优选地控 制装置适合提供用于温度传感器运行的控制电流。温度传感器根据发光二极管的温度产生电信号。当发光二极管的 温度例如超过一规定的最大数值时该控制装置适合降低流过发光二极 管的电流。此外，该控制装置还适合当达到或者超过最大数值时产生 一种相应的故障信号。例如可借助一接线销将该故障信号向外传输。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式温度传感器和发光二极 管为热耦合。这就说，在工作时由发光二极管产生的至少部分热量借 助和发光二极管的热耦合传递到温度传感器上。例如热耦合可以是热 传导、热辐射或者对流。温度传感器例如通过下面的结构部件的一种构成NTC-电阻、PTC-电阻、红外线温度传感器二极管。在使用二极 管用作温度传感器时例如可借助二极管的流通电压的温度关系求出温 度。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式温度传感器设置在支架 上。该支架是一种印刷电路板，这样，温度传感器可借助印刷电路板 的导体电路和控制装置连接。这样， 一方面可将由温度传感器产生的 信号传输到控制装置，另一方面可由控制装置给温度传感器提供控制 电流。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式控制装置适合根据光电 探测器的信号提供通过发光二极管的电流。在这种情况中优选地控制装置适合提供用于光电探测器运行的控 制电流。这种光电探测器例如可以是一种光敏二极管或者一种光电晶 体管。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式，光电探测器适合主要 检测从发光二极管发射的电磁辐射。在这种情况中由发光二极管的发 射的电磁辐射指的是例如也有少量的散射光可从汽车前照灯元件的外 部射到光电探测器上。优选地如此定位光电探测器，即它主要检测由 汽车前照灯元件的发光二极管所发出的电磁辐射。例如可借助由光电探测器测得的亮度来确定汽车前照灯元件的所 有发光二极管功能是否有效。也可以借助光电探测器检测是否例如由 于老化现像而使发光二极管的辐射强度减弱。然后可由控制装置相应 地提高通过发光二极管的电流。当发光二极管不亮或者由于老化现象 由发光二极管发出的电磁辐射的强度刷减时由控制装置产生故障信 号。例如可借助一接线销将该故障信号向外传输。为此，优选地该接 线柱就设置在支架上。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式光电探测器设置在支架 上。若支架是一种印刷电路板，则为了信号的继续传输和为了给光电 探测器提供控制电流可通过印刷电路板上已有的导体电路将光电探测 器和控制装置连接起来。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式光电探测器适用于主要 是检测环境亮度。在这种情况中环境亮度主要指的是该光电探测器是 如此设置的，即它主要是检测前照灯元件外部的光线。至多汽车前照 灯元件的一小部分散射光射到该光电探测器上。例如这样一种外部的 光电探测器可使得下述情况成为可能，即可根据外部的光线情况提供 流过发光二极管的电流。这样，例如光环境亮度降低时一例如在隧道 中行驶时一可提高流过发光二极管的电流强度。当环境亮度增加时又 可以减小电流强度。
由光电探测器产生的电信号例如可借助接线销输送到控制装置。 为此优选地该接线销设置在支架上。若该支架为一印刷电路板对该接 线销可借助印刷电路板的导体电路和控制装置连接。
优选地汽车前照灯元件既有一用于检测环境亮度的设置在前照灯 元件外部的光电探测器又有一用于测定由发光二极管发射的电磁辐射 的强度的内部的光电探测器。
按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式外部的光电探测器设置 在前照灯的外部，例如设置在汽车的车身上。
按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式至少一个变阻器设置在 支架上。变阻器例如用于保护汽车前照灯元件的结构元件防止过压。例如变阻器防止静电放电(ESD)，保护电压线圏。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式至少一个变阻器和发光 二极管并联。然后该变阻器沿封闭方向对发光二极管实施ESD保护。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式一 Pi-过滤器设置在支架 上。该Pi-过滤器例如用于防止电火花。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式在支架上设置有一脉沖 宽度调制电路。优选地该脉冲宽度调制电路和适用于对发光二极管进 行调节。例如该脉冲宽度调制电路为一定的时间间隔Ti产生一定强度 的电流Ii。在一定的时间间隔T2没有电流流过发光二极管(12=0)。 为此，例如该脉沖宽度调制电路产生一种矩形电信号。占空比Ii/ (Ti+T2)越大，则在时间间隔T!+T2中流过发光二极管的电流就越长， 并且对于使用人来说发光二极管发出的光显得越亮。脉沖宽度调制电路的频率1/ (T!+T2)优选地至少为100赫兹，这 样，对于观察者的人来说由于光学信号处理的惯性该发光二极管看起 来是连续发光的。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式控制装置适合用于调节 脉冲宽度调制电路的占空比。便如可根据输送到控制装置的外部信号 由控制装置给脉冲宽度调制电路规定一定的占空比。这样可优选地对 发光二极管进行无级调节。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式可将一电流调节电压源 设置在支架上。例如该电压源为一高调-Af氐调(Hochsetz-Tielsetz )调
节器。这样一种DC-DC变压器优选地适合用于将外部输入电压转变为 一种适合于发光二极管工作的电压。例如该输入电压在6和16伏之 间。发光二极管在每个发光二极管板上例如可用1和5伏之间的电压 工作。优选地发光二极管可用每个发光二极管电路板约3.3伏的电压工 作。在一例如具有五个彼此串联的发光二极管电路板的发光二极管中 在该发光二极管上的电压约为17伏。替代地或者除了一高调-/低调调节器外也可在支架上设置一闭塞 变流器。按照至少一个实施方式控制装置适合用于调节DC-DC变压器的占 空比。因此可根据输送给控制装置的外部信号对发光二极管进行无级 调节。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式在支架上设置至少一个 接线销。当该支架为一印刷电路板时，该接线销优选地通过该印刷电 路板的导体电路和控制装置连接。按照至少一个实施方式借助至少一个接线销将外部的电信号耦合 到控制装置中。例如借助一接线销将一为流过发光二极管的电流强度规定一种额 定的电流数值的信号耦合到控制装置中。此外可借助一接线销将由一外部的传感器，例如由光电探测器产 生的信号耦合到控制装置中。此外可通过一接线销将一接通信号耦合到控制装置中。借助该接 通信号可通过该控制装置接通或者断开前照灯元件的发光二极管，也 就是说根据该接通信号由控制装置控制有或者无电流流过该发光二极 管。此外，至少一个接线销设置在支架上。在该支架上设置有供汽车 前照灯元件工作的电压源。在这种情况中可以是直流电压或者交流电 压。若在接线销上设置的是一种交流电压，则在支架上优选地设置一 直流整流器部件。该直流整流部件适合用于将交流电压转换为适合发 光二极管和控制装置工作的直流电压。优选地至少一个接线销是和输入的信号是TTL兼容的。此外，可将接线销设置在支架上。这些接线销适用于将由控制装置产生的信号向外输送。因此，当出现故障时，例如发光二极管有故 障，或者发光二极管过热时可将相应的信号提供给接线销。优选地所有设置在支架上的接线销分别借助一变阻器进行ESD保 护。特别优选地这些接线销适用于总线耦合。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式发光二极管具有至少一 个发光二极管电路板。优选地该发光二极管具有多个发光二极管电路 板。发光二极管的这些电路板例如可以并联或者串联。优选地发光二极管镜组设置在发光二极管电路板的后面。特别优 选地发光二极管具有多个发光二极管电路板，而一种共用的发光二极 管镜组设置在这些发光二极管镜组的后面。发光二极管镜组相对于发 光二极管电路板优选地如此定位，即由发光二极管电路板所发射的电 磁辐射的大部分受到发光二极管镜组的影响。发光二极管镜组优选地 包括下述光学元件的至少一个折射镜组、衍射镜组、反射镜组、纤 维光学镜组。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式发光二极管镜组适用于 减少由发光二极管电路板所发射的光线的发散度。也就是说，由发光 二极管电路板发射的光线例如在穿过发光二极管镜组时受到如此的影 响，即光线的发散度在出来以后比进入发光二极管镜组之前要小。在汽车前照灯元件的至少一个实施方式中发光二极管镜组是一不 成像的光学集中器。在这种情况中发光二极管镜组优选地如此设置在 至少一个发光二极管是电路板的辐射输出耦合表面的后面，即光学元 件的辐射进入孔是集中器的本来的辐射出口孔。这样，通过辐射进入 孔进入发光二极管镜组的电磁辐射以减小的发散度通过辐射出口孔离 开集中器。发光二极管镜组可至少部分地按照下述光学元件的一种形成组 合式的抛物线的集中器(CPC-Compound Parobolic Concentrator)、组合 式的椭圆形的集中器(CEC-Compound Ellyptic Concentrator )、组合 式的双曲线的集中器(CHC-Compound Hyperbolic Concentrator )。发光二极管镜组可以具有反射侧壁。这些侧壁适合反射由发光二 极管电路板发射的电磁辐射的至少一部分。这些侧壁至少部分地按照 上述光学元件的一种构成。按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式该不成像的光学集中器
具有侧壁。这些侧壁将发光二极管镜组的辐射进入孔和辐射出口孔连 接起来，并且在这种情况中如此地形成，即在侧壁上延伸的连接线在 辐射进入孔和辐射出口孔之间基本上为直线延伸。在这种情况中这些 侧壁例如基本上形成截顶方棱锥或者平截头圓锥。
发光二极管镜组可以是一种由介电构料构成的实心体。通过辐射 进入孔进入到发光二极管镜组的电磁辐射优选地在实心体的侧边的边 界表面上反射到周围的介质上。但是发光二极管镜组也可由空心体形 成。该空心体的内壁能反射地被涂层。
在汽车前照灯元件的至少一个实施方式中给每个发光二极管电路 板准确地配设一发光二极管镜组。在这种情况中，优选地光学元件的 辐射进入孔设置在按发光二极管电路板的主反射方向的发光二极管电 路板的辐射输出耦表面之后。
但是也可给一种共用的发光二极管镜组配设多个发光二极管电路 板。为此这些发光二极管电路板例如可沿至少一条直线设置。然后光 学元件的辐射进入孔设置在沿发光二极管电路板的主反射方向单个的 发光二极管电路板的辐射输出耦合表面的总表面的后边。
按照至少一个实施方式发光二极管镜组的辐射进入孔具有一种横 截表面，该表面的最大面积为配属给光学元件的发光二极管电路板的 总的辐射输出耦合表面的两倍那么大。总的辐射输出耦合表面是由单 个的配属于发光二极管镜且的发光二极管电路板的辐射输出耦合表面 的总和决定的。优选地辐射进入孔的表面最大为配属给发光二极管镜
组的发光二极管电路板的总的辐射输出耦合表面的1.5倍大，特别优选 地最大为它的1.25倍那么大。
如此小的辐射进入孔允许尽可能在靠近发光二极管电路板的辐射 输出耦合表面附近减小发射电磁辐射的立体角。在那个地方由发光二 极管发射的辐射锥体的截面积特别小。这使得具有最佳化的辐射密度 (Etendue)的结构部件的设计成为可能。也就是说一种尽可能高的辐 射强度投射到一尽可能小的表面上。辐射密度是镜组的一种守恒参 数，它是由光源的面积和该光源反射到立体角的角度的乘积形成的。
在汽车前照灯元件的至少一个实施方式中在发光二极管电路板的 辐射输出耦合表面和发光二极管镜组的辐射进入孔之间设置一空隙， 例如一空气隙。
通过这一措施达到特别是发散的辐射不到达发光二极管镜组，而 是在进入发光二极管镜组之前可通过该空隙侧面地射出。这样可进一 步地减少从光学元件发射的电磁辐射的发散度。
此外也可替代空隙办法地将例如设置在发光二极管电路板的辐射 输出耦合表面后面的侧壁在光学元件的辐射进入孔的附近设计成吸光 的，或者设计成对于电磁辐射来说是透明的。通过这一措施可以达到 由发光二极管电路板发射的电磁辐射的高发散部分不会进入到光学元 件中。
按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式沿主反射方向一附加的 光学元件设置在光学元件的辐射出口孔的后面。该附加的光学元件优 选地为一种对光线进行折射或者对光线进行衍射的镜组。使用这种镜 组可送到通过附加的光学元件的辐射的发散度的进一步减小。
优选地发光二极管镜组至少沿空间方向如此地减小通过辐射进入 孔进入的辐射锥体的发散度，即该辐射锥体在通过辐射出口孔射出时
相对于光学元件的纵向中轴线具有一种0和70°之间，优选地在0和30° 之间，特别优选地在0到10。之间的开口角。所述纵向中轴线垂直于配 属于发光二极管镜组的发光二极管电路板的辐射输出耦合表面。
按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式发光二极管具有一种荧 光转换材料。该转换材料设置在一些发光二极管电路板中的至少一个 的辐射输出耦合表面的后面。优选地每个发光二极管电路板的辐射输 出耦合表面的荧光转换材料设置在汽车前照灯元件的后面。
优选地荧光转换材料适合用于将由发光二极管电路板发射的电磁 辐射的至少一部分转换波长。优选地由发光二极管发射的辐射和波长 转换的部分混合成白色光。
但是也可以将由发光二极管电路板发射的电磁辐射基本全部地通 过荧光转换材料进行波长转换。例如按照这种办法可将由发光二极管 电路板发射的不可见的光谱范围辐射转变成可见光谱范围的辐射。通 过在荧光转换材料中使用例如两种不同的荧光材料通过光线的混合例 如产生白色的光。例如在文献WO 98/12757中对用于波长转换的合适 萸光材料有描述。在此通过引用采用了它的涉及荧光材料的公开内 容。
在汽车前照灯元件的至少一个实施方式中可将荧光转换材料混合
到一种至少部分地辐射可通过的浇注材料中。优选地该浇注材料至少 部分地包围发光二极管电路板。这种浇注材料例如可以包含有环氧一 或者硅材料。
然而，荧光转换材料也可以作为薄层直接涂覆到单个的发光二极 管电路板的辐射输出耦合表面上。
此外，荧光转换材料至少按部位地包含在发光二极管的镜组中。 这样可将荧光转换材料作为薄层地涂覆在设置在发光二极管电路板的 辐射输出耦合表面后面的侧壁上。荧光转换材料可均匀地分布在侧壁 上。但是也可以将荧光转换材料涂覆在側壁的规定的部位上。这样通 过光学元件的电磁辐射就可进行一种特别定义的转换。
按照至少一个实施方式发光二极管也可以包括有发射不同波长辐 射的发光二极管电路板。优选地这种辐射然后混合成白色光。例如发 光二极管包括至少一种适合于发射红色光谦范围的光的发光二极管电 路板，包括至少一种适合发射绿色光谱范围的光的发光二极管电路 板，包括至少一个适合发射兰色光谱范围的光的发光二极管电路板。 为了改进颜色再现数值发光二极管可附加地包括适合于在另外一些光 谱范围，例如在黄色光谱范围发射光线的发光二极管电路板。
按照汽车前照灯元件的至少一个实施方式汽车前照灯元件具有至 少一个适合于发射不可见的光谱范围内的电磁辐射。优选地发光二极 管适合用于发射红外线光谱范围的辐射。为此发光二极管例如可以包 括至少一个适合于发射红外线光谱范围内的辐射的发光二极管电路 板。然后该汽车前照灯元件和对红外线敏感的摄像机相结合例如适合 用于交通空间的照明装置.这类系统可以用于夜视系统、行人保护传 感器系统或者车辆的距离传感器中。在这种情况中，这种具有红外线 辐射源的照明装置特别是具有下述优点，那即使当辐射功率更高时也 不会对交通参与者造成眩目。
在汽车前照灯元件的至少一个实施方式中发光二极管的至少一个 发光二极管电路板具有一辐射输出耦合表面，通过该表面将由发光二 极管电路板发射的电磁辐射的大部分输出耦合。特别优选地整个由发 光二极管电路板发射的辐射通过该辐射输出耦合表面射出。
辐射输出耦合表面例如由发光二极管电路板的一部分构成。优选 地辐射输出耦合表面由发光二极管电路板的主表面构成。该主表面例
如和发光二极管电路板的 一外延层序列平行设置。该外延层序列适合 用于产生电磁辐射。
为此外延层序列例如可以具有一种pn-过渡、 一种双异质结构、一 种单量子罐、或者特别优造地一种多量子罐结构。
在本申请的框架内量子罐结构的名称包括这样一种结构，即在该 结构中载流子通过密封("confinement")使它的能量状态经历一次 量子化。特别是名称量子罐结构不包含有关量子化尺寸方面的数据。 因此它其中包括量子槽、量子线材和量子点以及这些结构的每种组 合。
优选地发光二极管电路板是一种半导体发光二极管电路板。在所 述电路板中至少部分地解掉原来的生长基质，并且在它的背向原来的 生长基质的表面上设置一载体部件。与生长基质相比较可以比较自由 地选择载体部件。优选地选择这样一种载体部件，即它在热膨胀系数 方面能特别好地和产生辐射的外延层序列相适配。此外该载体部件还 可包含一种能特别好地进行热传导的材料。
这样一些通过解掉生长基质产生的发光二极管电路板通常叫做薄 膜发光二极管电路板，并且优选地具有下述特点
一在产生辐射的外延层序列的一面向支架侧的第一主表面上涂 覆或者形成一反射层或者层序列，这个反射层或者层序列将在外延层 序列中产生的电磁辐射的至少一部分反射回到这个外延层序列中。
一外延层序列优选地具有最大20|iim的厚度，特别优选地最大为 10拜的厚度。
—此外，外延层序列优选地包括至少一个表面的半导体层，且该 表面具有一种拌透结构。理想状态时这种拌透结构导致光线在外延层 序中的一种接近各态历经的分布。也就是说它具有一种尽可能各态历 经随机的散射特性。
薄膜发光二极管电路板的基本原理例如在文献1 Sohnitzer el al.， Appl. Phys. Lett.63 (16) .18 10月1993.2174-2176中有描述。该文献 的有关薄膜发光二极管电路板的原理的公开内容在此通过引用吸收到 本发明中。
优选地汽车前照灯元件的所有发光二极管电路板均为薄膜发光二 极管电路板。
下面借助一些实施例和所属的附图对在此所述的汽车前照灯元件 进行更加详细的说明。在这些实施例和图中相同的或者作用相同的部 件分别用相同的附图标记表示。所示部件不应视为标准尺寸，而是为 了更好地理解将单个的部件夸张地放大了 。


图1示出根据发光二极管的一种第一实施例的具有发光二极管镜
组的一发光二极管的截面简图2示出一不成像的光学集中器的作用原理的示意图3示出发光二极管的一种第二实施例的一发光二极管镜组的截
面图4a示出在此描述的汽车前照灯元件的一种第一实施例的平面简
图4b示出在此描述的汽车前照灯元件的一种第二实施例的透视
图5示出一具有在此所描述的汽车前照灯元件的一汽车前照灯的 一种实施例的侧面简图。
图l示出根据发光二极管20的一种第一实施例的具有一发光二极 管镜组4的一发光二极管20的截面简图。
在此，发光二极管电路板1设置在一壳体2中。壳体2例如包括 一种陶瓷材料。该壳体2例如具有用于和发光二极管电路板1接触的 接触装置。在所示实施例中壳体2是叠置在印刷电路板25上的。印刷 电路板25例如具有用于和发光二极管电路板1接触的导体电路和接触 部位。
如在说明书的概述部分中所述的那样，发光二极管电路板1例如 是一薄膜发光二极管电路板。
一发光二极管镜组4设置在发光二极管电路板1的后面。该发光 二极管镜组例如可以是一种三维CPC式的、且不成像的光学集中器。 发光二极管镜组4具有一辐射进入孔b，由发光二极管电路板1发射的 电磁辐射3可通过该孔进入。电磁辐射3至少部分地在发光二极管镜 组4的侧壁上被反射。为此，这些侧壁例如设置有反射的涂层。辐射3 通过辐射出口孔离开发光二极管镜组。
发光二极管镜组4的辐射进入孔b设置得离发光二极管电路板1 的辐射输出耦合表面越近，则辐射进入孔b可以设计得更小，并且通
过辐射出口孔5出来的电磁辐射3的辐射密度(Etendue)就越高。发 光二极管镜组4和发光二极管电路板1 一起形成发光二极管20。代替在图1中所示实施例地也可以例如沿着一条直线将多个发光 二极管电路板设置壳体2中。并且将一种共用的发光二极管镜组4配 设给这些发光二极管电路板(也参见图4b)。图2示出，通过发光二极管镜组4出来的辐射的辐射锥体6以与 发光二极管镜组4的中轴线7的最大夹角e离开辐射出口孔5。在这种 情况中发光二极管镜组4的长度l在辐射进入孔b的宽度已规定的情况 下决定夹角e。当集中器为理想的紧凑抛物线时例如得出下述关系式为了达到例如9=90。的最大开口夹角，发光二极管镜组的长度1应 为辐射进入孔b的宽度的大约23倍。图3示出，代替一CPC式的光学集中器地发光二极管镜组也可具 有侧壁8。这些侧壁沿着从辐射进入孔b到辐射出口孔5的直线延伸。 在这种情况中发光二极管镜组4可以为由介电材料制成的实心体。该 实心体可以具有一种截锥或者角锥式的基本形状。附加地辐射出口孔5 可以按照一种球面或者非球面的透镜的形式向外凸起。这种透镜形成 组成一附加的发光二极管镜组9。该镜组是发光二极管镜组的一集成的 部分，并且适合用于减小通过光学元件4出来的辐射3的发散度。图4a示出在此所描述的汽车前照灯元件40的一种第一实施例的 一平面简图。在此在一支架25上设置至少一个例如在图1中所示的发光二极管 20。该支架25例如是一种印刷电路板，例如一种金属核心电路板。支 架25例如可以具有至多30毫米x60毫米，优选地至多20亳米x40亳 米，特别优选地至多15毫米x30毫米的基本表面。一并联(shunt)电阻12和发光二极管20串联。借助电阻12上的 压降可以检测到流过发光二极管20的电流。例如控制装置10可以包 括一用于检测流过发光二极管20的电流的集成电路。由控制装置10例如按照额定电流值调节流过发光二极管20的电 流。可通过一外部的电信号给控制装置IO规定该额定电流值。该外部 信号例如借助接线销16d输送给检测装置10。当一相应的接通信号(启动信号一Enable—Signal)输送到控制信 号10时电流流过发光二极管20。例如可借助一接线销16c将接通信号 输送到控制装置10。此外可借助接线销16f从外部将一外部的光电探测器17的信号输 送到控制装置10。然后控制装置IO根据环境亮度决定电流流过发光二 极管20。可根据主要通过发光二极管20的工作状态来决定的内部测量参数 将光电探测器13和温度传感器14的信号输送给控制装置10。温度传感器14优选地适合用于产生一种根据发光二极管20的温 度的信号。温度传感器14的信号被输送到控制装置10，并且由它进行 处理。然后控制装置IO相应于该信号对流过发光二极管20的电流进 行调节。当例如发光二极管20的温度太高时，可由控制装置10降低 流过发光二极管20的电流。内部光电探测器13检测由发光二极管20发射的电磁辐射的强 度。光电探测器13的信号被输送到控制装置10。当例如由于老化现象 发光二极管20的光强减弱时则可借助控制装置10对流过发光二极管 20的电流进行相应的调节。优选地无论是温度传感器14还是光电探测器13都固定在支架25 上。温度传感器例如可通过借助支架25的热传导和发光二极管20热 耦合。然后该支架25用作热传导部件。此外，它们借助支架25的导 体电路和控制装置10电连接。当出现故障时，例如发光二极管出现故障或者发光二极管过热时 可由控制装置IO将一相应的故障信号发送给接线销16b。此外，控制装置10适合用于在一可调节的电压源11上调节一种 相应的占空比。控制装置10按照这种方式调节流过发光二极管20的 电流。为了对输入到控制装置10的信号进行处理控制装置10例如可以具有一微处理机。例如控制装置io可以是一微控制器。可调节的电压源11例如是一 DC-DC变压器，该变压器可以100-500千赫兹的频率工作。该可调节的电压源ll适用于将例如接线销16a上的输入电压转变
为适合发光二极管20运行的电压。通过接线销16e使汽车前照灯元件接地。在16a到16f的所有接线销上例如为了防止过压可以将一变阻器 (未示出)连接到壳体上。此外，如在接线销16a的例子上所示的将一Pi-过滤器和接线销16a 到16f串联。所出Pi-过滤器可以包括一电容器和一感应线圏。该Pi-过滤器例如用于防止电火花。此外，可将至少一个接线销(未示出)设置在支架25上。该支架 组成一通信接口，例如一LIN-总线。图4b示出在此描述的汽车前照灯元件40的一种第二实施例的一 透视图。在该实施例中一发光二极管20设置在一金属核心电路板上， 该电路板起支架25作用。发光二极管20例如包括五个发光二极管电路板1。这些发光二极 管电路板1例如设置在壳体2的底板23上。该壳体2例如包括陶瓷材 料。该壳体2具有内壁，这些内壁按照不成像的光学集中器的形式形 成。优选地该壳体2的内壁24至少按部位地设计成能反射的。如上述 所描述的，发光二极管镜组可沿发光二极管电路板1的主反射方向设 置在内壁24的后面(未示出)。这些发光二极管电路板l借助连接线 22和内接触表面21接触。该内接触表面和外接触表面18为导电连接。 通过该外接触表面可和发光二极管电接触。此外，支架25还可以具有配合孔26。借助这些配合孔可将汽车前 照灯元件例如相对于支架33作校准。图5示出一具有在此描述的前照灯元件40的前照灯的截面简图。如在图4a和4b中所描述的多个汽车前照灯元件40可安装在一支 架33上。例如三个汽车前照灯元件40固定在支架25上。该支架优选 地也用作发光二极管20工作时产生热量的冷却体。为此该支架33在 它的前向汽车前照灯元件40的表面上具有散热片。优选地支架33包含有能很好传热的金属，例如铜。汽车前照灯元件40和支架33可借助配合销32彼此校准。汽车前照灯元件40彼此间也可按此方式进行校准。这些配合销32可以是单 独的结构部件。支架33和汽车前照灯元件40具有空隙，例如配合孔。 位于支架33和汽车前照灯元件40上的配合孔具有合适的直径，这样，
配合销32就可齐平地啮合到配合孔中。此外，配合销32也可以是支架33的整体的组成部分。也就是说 配合销和支架33机械上为固定连接。这种连接在创造支架33时就已 形成。汽车前照灯元件40的印刷电路板25具有空隙26(请见图4b), 这些空隙适合用于容纳这些配合销。也可以配合销32是汽车前照灯40的整体的组成部分。然后在支 架中设置用于容纳这些配合销的空隙。此外也可以借助配合标记将支架33和汽车前照灯元件40彼此间 校准。然后例如通过一图像处理系统进行汽车前照灯元件和支架33之 间的校准，和因此进行汽车前照灯元件40彼此间的校准。为此，配合 标记例如位于汽车前照灯元件40的印刷电路板25上。可由一照相机 探测配合标记，并且对准位于支架33上的参考点。请参考点可以是一 较宽的配合标记。位于支架33和汽车前照灯元件40上的配合标记或者是通过打标 记产生，或者是通过前照灯的结构部件的一定的结构元件产生。例如 发光二极管20的某些发光二极管电路板1就是这样一些配合标记。例如将一种共用的光学元件30设置在汽车前照灯元件40的后 面。该光学元件30例如是一种衍射或者折射透镜。该透镜设置在前照 灯的所有的汽车前照灯元件40的后面，这样，由所有发光二极管20 所发射的光都受到该光学元件30的影响。光学元件30和支架33借助配合销31彼此校准。汽车前照灯元件 40和光学元件30也可按照这种方式彼此校准。配合销可以是单独的结构部件。但是也可以这些配合销是支架33 或者光学元件30的整体的组成部件。然后是另外的结构部件具有空 隙，例如配合孔，这些配合孔适合用于容纳配合销。优选地在发光二极管20和支架33彼此间校准后和光学元件30和 支架33彼此间校准后将汽车前照灯元件40和支架机械上固定连接。 例如汽车前照灯元件40可和支架33粘接，螺栓连接或者敛缝连接。 优选地在校准过程之后也将光学元件30和支架33进行固定连接。本发明并不局限于借助这些实施例的说明。而是本发明包括每种 新的特征以及这些特征的每个组合，特别是在权利要求中包括有这些 特征的每种组合，即使这个特征或者这个组合本身在权利要求中或者
实施例中没有明确地加以说明。本专利申请要求德国专利申请10 2004 060 890.3-31的优先权。它 的公开内容在此通过引用而被包括。
权利要求
1. 汽车前照灯元件，具有—至少一个发光二极管(20)，一至少一个控制装置(10)，该控制装置适合处理与测量值有关 的信号并相应于该信号将电流送入到该发光二极管(20)中，其中， 该控制装置(10)和该发光二极管(20)设置在共同的支架(25)上。
2. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，控制装置 (10)适合用于根据在一电阻(12)上的电压降来确定流过发光二极管(20)的电流。
3. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，电阻U2) 设置在支架上。
4. 按照前述权利要求中任一项所述的汽车前照灯元件，其中，控 制装置(10)适合根据一温度传感器(14)的信号将电流输送到发光 二极管中。
5. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，温度传感器 (14)与发光二极管(20)热耦合。
6. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，温度传感器 (14)设置在支架(25)上。
7. 按照前述权利要求中任一项所述的汽车前照灯元件，其中，控 制装置(10)适合用于根据一光电探测器的信号将电流输送到发光二 极管(13、 17)中。
8. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，光电探测器 (13)适合用于基本上探测由发光二极管(10)发射的电磁辐射。
9. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，光电探测器 (13)设置在支架(25)上。
10. 按照权利要求7所述的汽车前照灯元件，其中，光电探测器 (17)适合用于基本上探测环境亮度。
11. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，光电探测 器(l7)设置在前照灯的外部。
12. 按照前述权利要求中任一项所述的前照灯元件，其中，一Pi-过滤器U5)设置在支架(25)上。
13. 按照前述权利要求中任一项所述的汽车前照灯元件，其中， 至少一个变阻器和发光二极管(20)相并联。
14. 按照前述权利要求中任一项所述的汽车前照灯元件，其中， 一脉冲宽度调制电路设置在支架(25)上。
15. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，脉沖宽度 调制电路适用于调节发光二极管(20)。
16. 按照权利要求14或15中任一项所述的汽车前照灯元件，其 中，控制装置U0)适合用于调节脉冲宽度调制电路的占空比。
17. 按照前述权利要求中任一项所述的汽车前照灯元件，其中， 一可调节的电压源(11)设置在支架上。
18. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，控制装置 (10)适合用于调节电压源(11)的占空比。
19. 按照前述权利要求中任一项所述的汽车前照灯元件，其中， 至少一个接线销(16a-16f)设置在支架(25)上。
20. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中， 一变阻器 和所述至少一个接线销(16a-16f)并联。
21. 按照权利要求19或20所述的汽牟前照灯元件，其中，借助 接线销(16a-16f)将一外部的电信号耦合到控制装置(10)中。
22. 按照前述权利要求中任一项所述的前照灯元件，其中， 一发 光二极管镜组(4)设置在发光二极管U0)的发光二极管电路板(1) 的后面。
23. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，发光二极 管镜组(4)适合用于减少由发光二极管电路板所发射的电磁辐射的发 散度。
24. 按照权利要求22或23中任一项所述的汽车前照灯元件，其 中，发光二极管镜组(4)是一种非成像的光学集中器。
25. 按照权利要求22至24中任一项所述的汽车前照灯元件，其 中，发光二极管镜组(4)至少部分地按照下述光学元件的至少一种方 式组成CPC、 CEC、 CHC、截顶方棱锥、平截头圆锥。
26. 按照权利要求22至25中任一项所述的汽车前照灯元件，其 中，发光二极管镜组(4)具有一辐射进入孔(b)，该辐射进入孔最 大为配属于光学元件的发光二极管电路板U)的整个辐射输出耦合表 面的两倍那么大。
27. 按照权利要求22至26中任一项所述的汽车前照灯元件，其 中，发光二极管包括至少一个薄膜发光二极管电路板。
28. 按照前述权利要求中任一项所述的汽车前照灯元件，其中， 汽车前照灯元件包括至少一个发光二极管(20)，该发光二极管适合 产生白色的光。
29. 按照前述权利要求中任一项所述的汽车前照灯元件，其中， 汽车前照灯元件包括至少一个发光二极管(20)，该发光二极管适合 产生在不可看见的光谱范围中的电磁辐射。
30. 按照前项权利要求所述的汽车前照灯元件，其中，该发光二 极管(20)适合产生红外光谱范围中的辐射。
全文摘要
本发明提供一种汽车前照灯元件。它具有至少一个发光二极管(20)和至少一个控制装置(10)。控制装置(10)适合用于处理与测量值有关的信号，并相应于该信号将电流输入到发光二极管(20)中。控制装置(10)和发光二极管(20)设置在共同的支架(25)上。
文档编号B60Q1/14GK101124430SQ200580048409
公开日2008年2月13日 申请日期2005年11月30日 优先权日2004年12月17日
发明者A·比布尔, G·希尔施曼, G·贝尔, H·哈斯, J·赖尔, M·恩格尔, M·霍夫曼, P·赫尔比格, R·沃尔默, R·胡伯, S·赫肯布克纳, T·赖纳斯 申请人:电灯专利信托有限公司