发光模块和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及一种发光模块和车辆。


背景技术：

2.在现有技术中已知用于机动车辆的各种发光模块，以产生照明光束、信号光束、或者两者的组合。
3.例如，文献cn102460002b公开了一种用于机动车辆的照明模块。该照明模块包括：两个凹面反射器，它们各具有第一焦点和第二焦点，使得从相应的第一焦点离开的并由相应的凹面反射器反射的光线中的大部分光线朝向相应的第二焦点会聚，其中，一凹面反射器的反射面朝向另一凹面反射器的反射面定向；遮蔽件，设置在大约在两个凹面反射器之间的平面中，具有面向相应的凹面反射器的反射表面的第一面和第二面，遮蔽件还包括接合第一面和第二面的截止线边缘；光学元件，包括位于垂直于照明模块的光轴且穿过截止线边缘的平面中的焦点。该照明模块的截止线边缘位于两凹面反射器的第二焦点处。
4.在上述类型的照明模块中，需要高的定位精度。此外，特别在设置的两个凹面反射器相叠布置时，由于凹面反射器本身的结构尺寸，在高度方向上需要预留给定的安装尺寸。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型的目的在于提供一种发光模块，其能够至少部分地克服上述缺点。
6.根据本实用新型的第一方面，提出了一种用于车辆的发光模块，该发光模块具有主出光方向并且包括：第一光源，该第一光源用于第一光功能；第一反射器，该第一反射器分配给所述第一光源、接收并沿主出光方向反射第一光源发出的光线；第二光源，该第二光源用于第二光功能；第二反射器，该第二反射器分配给第二光源、接收并沿主出光方向反射第二光源发出的光线；载体，第一光源、第一反射器、第二光源和第二反射器布置在载体上；透镜，该透镜投射第一光源和第二光源发出的光线，其中，透镜配置成相应形成与第一反射器和第二反射器的反射面相关联的光分布，并且第一光源、第一反射器、第二光源和第二反射器在载体上布置在同一安装面上。
7.在提出的这种发光模块中，通过将实现不同光功能的光源和对应的反射器布置在载体的同一侧，这可有效减小发光模块整体的高度尺寸，从而实现紧凑的尺寸。在此，
″
光功能
″
可理解成照明功能或信号功能。
8.根据本实用新型的实施方式，透镜为一体件，并具有分配给相应的反射器的区段，该区段具有相应的聚焦部位和对应于主出光方向的光轴。优选地，聚焦部位可为焦点线。因此，可通过单独地设计各透镜区段，使得相应的透镜区段与分配的反射器相匹配，从而实现对光源发出的光线的调节并形成与相关的反射器的反射面相关联的光分布。
9.根据本实用新型的实施方式，参考光线沿着主出光方向的传播方向，相应的反射器的反射面具有前边缘和后边缘，其中，在发光模块的工作位置中，前边缘与光分布的下部
相关，后边缘与光分布的上部相关，其中，聚焦部位处在相应的反射器的反射面的后边缘处，或在后边缘附近；和/或聚焦部位在相应的反射器的反射面上处在前边缘和后边缘之间的中部，或在中部附近。为此，聚焦部位可相对于后边缘和/或中部的距离在小于10mm的空间范围内，优选地在小于5mm的空间范围内。换句话说，只要聚焦部位在上述后边缘或中部处或其周边即可，从而聚焦部位在上述后边缘或中部的前后左右也是可行的。通过这种方式同样能形成用于相应的光功能的清晰的光分布。因此，在该实施方式中，这使得发光模块对光源相对于反射面的定位公差不敏感，仅需保证反射器的反射面相对于透镜处在公差范围内，这对于制造和装配是有利的。
10.根据本实用新型的实施方式，光功能选自近光功能、远光功能、信号功能。因此，例如，第一光功能为近光功能，第二光功能为远光功能，或者附加地还提供第三信号功能。因此，在该发光模块的安装在车辆的状态中，相比于现有技术，可将在车辆的竖向方向上具有更小尺寸的出光区域同时用于多种光功能，这对于满足具有紧凑尺寸的车辆用灯具的光分布要求是有利的。
11.根据本实用新型的实施方式，第一光源和第二光源中的至少一者设有屏障，屏障沿着光线沿主出光方向的传播方向布置在光源前方，其中，屏障优选是不透明的。通过设置的屏障，可接收来自光源的、未经反射器反射的光线，以避免这种光线形成干扰光线。特别对于具有截止线的近光光分布，不期望在截止线上方被照亮。优选不透明的屏障可吸收接收到的光线。当然，屏障还可为反射式屏障，以将光线例如朝向其他吸光区域反射。
12.根据本实用新型的实施方式，安装面相对于主出光方向形成倾斜角，倾斜角小于等于20
°
，优选地小于或等于15
°
，优选地小于或等于10
°
，优选地小于或等于5
°
。在光源的发光角度并不为180
°
的情况下，通过这种布置方案，能够使得光源更好地照亮反射面的后边缘或紧接后边缘的区域。
13.根据本实用新型的实施方式，后边缘与光源的最小距离在1mm至5mm之间的范围中。这在保证照亮反射面的情况下实现紧凑的结构。
14.根据本实用新型的实施方式，第一光源和第二光源为半导体型光源。半导体型光源可为发光二极管，例如白色、黄色、红色发光二极管或能发出其他颜色的光的发光二极管。发光二极管在市场上很容易获得，并且容易装配。这种光源可在由安装面限定的半空间中发光，其中，光源例如在该半空间中的发光角度可为120
°
。
15.根据本实用新型的实施方式，第一光源和第二光源布置在印刷电路板上，优选地布置成靠近印刷电路板的边缘。这例如可减小印刷电路板的尺寸。
16.根据本实用新型的实施方式，印刷电路板具有用于屏障的缺口。用于光源的屏障可穿过印刷电路板的缺口突出，从而屏障可尽可能靠近分配的光源。在此，缺口可设置在印刷电路板本体的面区域中，也可设置在印刷电路板本体的周边处。在后者的情况下，缺口形成在印刷电路板本体周边处的凹陷。
17.根据本实用新型的实施方式，反射器的反射面具有抛物线形轮廓或椭圆形轮廓。因此，可通过抛物线形轮廓或椭圆形轮廓围绕一轴线旋转形成。该轴线对应于透镜的光轴。在反射器的反射面为复合式反射面时，即，包括多个部段的情况下，形成各反射面部段的单个连续的反射面可具有上述抛物线形轮廓或椭圆形轮廓，其可沿着主出光方向或横向于主出光方向的方向错位布置。反射面或其部段可为非对称面。反射器的反射面还可为其他自
由曲面。在此，“自由曲面”在光学上通常可理解成由复杂方式自由变化的曲线曲面、即所谓的自由曲线曲面形成。
18.根据本实用新型的实施方式，载体为由散热材料构成的一体件。因此，光源发出的热可直接通过载体耗散到周围环境中，同时实现紧凑的结构。为了增大散热面积，载体上还可设置片状结构。
19.根据本实用新型的实施方式，载体设有分隔部，分隔部在发光模块的工作位置中竖向延伸并且优选是吸光的，以避免一反射面或其部段反射的光源与另一反射面或其部段反射的光线相干涉。因此，反射器可更紧凑地布置。
20.根据本实用新型的实施方式，发光模块的反射器一体地实施。这可简化反射器的定位和装配。
21.根据本实用新型的实施方式，发光模块为照明和/或信号模块。发光模块可产生：照明光束，例如近光光束、远光光束等等；信号光束，例如用于方向指示、定位、刹车等等；或者照明和指示光束。
附图说明
22.下面借助附图进一步阐述本实用新型。其中，
23.图1示出了根据本实用新型的发光模块的一实施方式的立体视图；
24.图2示出了图1的发光模块的载体；
25.图3示出了图1的发光模块的光源单元；
26.图4示出了图1的发光模块的反射器单元；
27.图5示出了图1的发光模块的透镜；
28.图6示出了图1的发光模块的装配好的载体与光源单元；
29.图7简化地示出了图1的发光模块的装配好的载体、光源单元与反射器单元；
30.图8示意性地示出了图1的发光模块的一光路图；
31.图9示意性地示出了图1的发光模块的另一光路图；
32.图10简化地示出了图1的发光模块的俯视图，其中，部分地示出了通过反射器的反射面反射的光线；
33.图11示出了图1的发光模块的反射器单元的仰视图，其中，示出了通过反射器单元的一部分反射面反射的光线；并且
34.图12示出了图1的发光模块的反射器单元的仰视图，其中，示出了通过反射器单元的另一部分反射面反射的光线。
具体实施方式
35.在下文中示例性地说明了本实用新型的实施方式。如本领域的技术人员应该意识到的那样，在不背离本实用新型的构思的情况下，所说明的实施方式可以各种不同的方式进行修改。因此，附图和说明书本质上为示例性而非限制性的。在下文中，相同的附图标记通常表示功能相同或相似的元件。
36.图1示出了根据本实用新型的发光模块1的装配好的立体视图。该发光模块1主要包括盖体2、载体3、透镜4以及布置在上述三个部分限定的空间中的、在图1中未示出的反射
器单元和光源单元。发光模块1具有主出光方向h。下文中还将参考图2至图5进一步说明图1的发光模块1的上述组成部分。可看出，透镜4的输出表面44为单个连续表面。
37.图2示出了发光模块1的载体3。反射器单元21、光源单元5和透镜4可布置在该载体3的本体30上。因此，载体3设置有相关的定位机构。具体而言，载体3具有：用于反射器单元21的定位销25的定位孔39和螺纹孔36，螺纹件可穿过反射器单元21的穿孔26拧入到螺纹孔36中；用于光源单元5的定位销32和螺纹孔34，定位销32容纳在光源单元5的载体51的孔洞55中，螺纹件可穿过载体51的孔眼54拧入载体3的螺纹孔34中；容纳槽38，其用于容纳透镜4的定位凸耳41。
38.载体3还可设有屏障35，其呈隆起的形式。在发光模块1的装配好的状态中，屏障35沿发光模块1的主出光方向布置在光源单元5的相关的光源之前，以挡住不期望的光线。屏障35优选是不透明的。
39.附加地，为了将载体3本身固定在未示出的支架上，设置有定位机构33，其例如可呈设有螺纹孔的凸起的形式。
40.要说明的是，上述定位机构仅仅是示例性的，还可设置其他可行的定位机构，只要能够将上述部件相对彼此连接在一起即可，包括但不限于粘接、卡接、焊接等等。
41.载体3可配有散热器31，以向周围环境耗散光源在运行中发出的热。为了增大散热面积，散热器31例如可设计成具有多个翅片。
42.载体3还可设有分隔部37，以在用于不同功能的光源布置在载体3上的情况下避免不同的光源同时工作时发出的光相互干涉。示出了竖向延伸的片状分隔部37。有利地，分隔部37进行吸光处理，例如设置有吸光层。
43.在示出的示例中，载体3一件式地来实施，即，载体3可一体地具有上述定位机构、屏障、散热器、分隔部或它们的组合等等，而无需事后进行单独装配。因此，特别在载体3一体地具有上述定位机构、屏障、散热器、分隔部时，载体3优选地由散热材料铸造成型，诸如铝、铜或其合金或其他适宜的材料。例如，在采用铝合金铸造形成载体3的情况下，可在成本上有利地保证载体的足够的强度、硬度和轻的重量。
44.光源单元5具有光源50和使光源50与外部电源建立电气连接的连接器58。
45.示出的光源单元5包括印刷电路板51，光源50和连接器58布置在印刷电路板51上。印刷电路板51设有用于定位和固定用的上述孔眼54和孔洞55。特别是，用于定位的孔洞55例如可为圆形孔和椭圆孔的组合。替代地，在未示出的示例中，光源单元5的光源50可直接布置在载体3上，特别在载体3由金属散热材料构成时。因此，印刷电路板51或者载体3的相应的直接安装光源50的表面可形成安装面7。
46.在设置印刷电路板51的情况下，印刷电路板51与载体3或散热器31传热连接。为此，可在印刷电路板51和散热器31之间施加导热介质，例如，导热膏或导热片等等。
47.光源50优选安装成靠近安装面7的边缘，这还将在下文中进一步说明。在图3中，参考发光模块1的主出光方向，光源50布置在印刷电路板51的前缘附近，该前缘的形状根据实际的约束来设计。为了使成本最小化，优选地尽量实现尽可能小的印刷电路板51的尺寸。印刷电路板51在部分光源的前方留有用于屏障35的缺口56，屏障35可穿过缺口56伸出，这从图6中可以特别清楚地看出。
48.为了实现不同的功能，光源单元5的光源50可分成不同的组。例如，光源50可具有：
第一光源52，以用于第一光功能；第二光源53，以用于第二光功能。在此，相应的光功能可为照明功能、信号功能或它们的组合。因此，不限于上述提到的第一光功能、第二光功能，还可设置用于第三光功能、第四光功能等等的光源。示例性地，第一功能可为近光功能，第二功能可为远光功能；或者第一功能可为近光功能，第二功能为方向指示功能。这里仅仅列举了一些示例，还可考虑其他的组合。用于各光功能的光源的数量可根据实际需要来选择。此外，各光功能的光源可沿主出光方向和/或横向于主出光方向的方向错开布置，以实现要求的光分布。
49.有利地，光源50为半导体光源，尤其是发光二极管。光源50的发光颜色可根据实际需要来选择。
50.为了将光源50发出的光朝透镜4的方向引导，设置有反射器单元21，其分配给光源单元5。在图4中示出了通过盖体2的一侧面形成反射器单元21。在这种情况下，例如可在注塑成型好盖体2之后，通过为相应的侧面施加金属镀层(诸如镀铝层)来形成反射器单元21。替代地，反射器单元21还可单独地提供，并且固定在载体上，其中，这种反射器单元21优选地为一体件。形成反射面的材料要有好的耐热性，这种材料例如为玻璃或合成聚合物，诸如，聚碳酸酯或聚醚酰亚胺。
51.反射器单元21可对应于用于不同光功能的光源分成不同的反射器。例如，反射器单元21可具有：第一反射器22，其分配给第一光源52、接收并沿主出光方向h反射第一光源52发出的光线；第二反射器23，其分配给第二光源53、接收并沿主出光方向h反射第二光源53发出的光线。各反射器可具有分配给相应的光源的反射面，其可为单个连续式表面或具有多个子连续式表面的复合式反射面。
52.在图4中示出了复合式反射面的示例，即，第一反射器22具有用于第一光功能的四个光源的四个反射面22a、22b、22c、22d，第二反射器23具有用于第二光功能的五个光源的五个反射面23a、23b、23c、23d、23e，其中，各反射面错位地布置。当然，还可为每个反射面分配更多数量的光源。
53.反射器单元21的各反射器的反射面的可具有通过旋转形成的抛物线形轮廓或椭圆形轮廓，光源例如可布置在上述反射面的焦点处，其中，这里提到的
″
反射面
″
应理解成反射面的单个连续式表面，即，在具有多个子连续式表面的复合式反射面的情况下，提到的
″
反射面
″
是反射面的一部段。当然，还可考虑反射面的其他形式。
54.透镜4布置成接收并投射光源的经反射面反射的光线。透镜4的本体40具有不连续的输入表面43，该输入表面43可分成多个部分。在图5的示例中，输入表面43分成连在一起的6个部分43a、43b、43c、43d、43e、43f，它们共用一个连续的输出表面44。因此，可看作将透镜4分成6个区段40a、40b、40c、40d、40e、40f，它们形成子透镜，并且分别与用于各光功能的光源的不同的组协作。也就是说，用于同一光功能的光源的单个子光源可单独地或组合地与上述子透镜协作。例如，在示出的示例中，参见图10的图示(为了更清楚的显示，仅为部分透镜区段标有附图标记)，用于第一光功能的第一光源52分成两组，其中的一组有一个子光源，它分配给区段40c，另一组有三个子光源，它们分配给区段40d；而用于第二光功能的第二光源53中的每个子光源各配有一个区段40a、40b、40e、40f。为了在光源同时工作时防止来自不同的组的子光源的光互相干扰，在反射面和子透镜之间设置有分隔部37。要说明的是，透镜4的输入表面和光源的上述划分仅仅是示例性的，还可根据要求的光分布设想不同
的划分。透镜4的各区段可用于形成期望的光分布的给定区域。
55.透镜4的单个区段具有自己的光轴6，其对应于发光模块的主出光方向。
56.透镜4通过与本体40连接的凸耳41保持在载体3的容纳槽38中。凸耳41可具有插入到容纳槽38的底部中的凸出部42，盖体2可在装配状态中贴靠凸耳41的与凸出部42对置的一侧，由此实现透镜的固定。
57.透镜4优选地为一体件，例如可由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯等透明热塑性聚合物制成。根据需要的折射率，透镜的输入表面和输出表面还可由硅酮或其他透明材料形成。
58.各子透镜具有自己的聚焦部位f1、f2。聚焦部位优选地为焦点线，其落在相关的反射面处。因此，透镜4配置成相应形成与相关的反射器的反射面相关联的光分布。具体而言，在示出的示例中，参考光线沿着主出光方向h的传播方向，相应的反射器22、23的反射面22a、22b、22c、22d、23a、23b、23c、23d、23e具有前边缘22a1、22b1、22c1、22d1、23a1、23b1、23c1、23d1、23e1和后边缘22a2、22b2、22c2、22d2、23a2、23b2、23c2、23d2、23e2，其中，在发光模块1的工作位置中，透镜配置成使得前边缘与光分布的下部相关，后边缘与光分布的上部相关
59.i聚焦部位f1可处在相应的反射器22的反射面22a、22b、22c、22d的后边缘22a2、22b2、22c2、22d2处，或在后边缘22a2、22b2、22c2、22d2附近，从而前边缘形成光分布的下部，后边缘形成光分布的上部，其中，该上部形成的光分布的相对于未被光束照亮的区域的边界；和/或
60.ii聚焦部位f2可在相应的反射器23的反射面23a、23b、23c、23d、23e上处在前边缘23a1、23b1、23c1、23d1、23e1和后边缘23a2、23b2、23c2、23d2、23e2之间的中部，或在中部附近，因此，聚焦部位将反射面分成上反射部23o和下反射部23u，从而在对应的子透镜的光轴6通过该聚焦部位f2时，形成的光分布可看成处在光轴6的上下两侧。
61.因此，在上述情况i下，这特别适用于形成近光光功能，为此仅需匹配地设计反射面的后边缘。在情况ii下，这特别适用于形成远光光功能或远光光功能的一部分，或者形成其他信号光功能。
62.在此，要注意的是，聚焦部位f1、f2相对于后边缘22a2、22b2、22c2、22d2和/或中部的距离在小于10mm的范围内，优选地在小于5mm的范围内。
63.因此，光源50、反射器单元21可在载体3上布置在同一安装面7上(参见图7)。这尤其使得用于实现近光光功能和远光光功能的反射器可布置在安装面的同一侧，以实现发光模块1的出光面、即透镜4具有小的高度尺寸，例如，透镜的高度可小于25mm或更小的尺寸。为此，对于用于实现近光光功能的反射器22来说，对应的子透镜的聚焦部位落在反射面的后边缘或后边缘附近；对于用于实现远光光功能的反射器23来说，对应的子透镜的聚焦部位在反射面上处在在前边缘和后边缘之间的中部，或在中部附近。
64.用于近光光功能的反射器的反射面中的一些反射面、如反射面22b、22c、22d的后边缘22b2、22c2、22d2可在发光模块1的工作位置中在垂直于子透镜光轴6的平面中的投影具有直的延伸，从而形成近光光分布的水平截止部；反射面中的另一反射面22a的后边缘22a2在垂直于子透镜光轴6的平面中的投影具有两个直的延伸部和桥接两直的延伸部的中间部。根据相应的法规，中间部可倾斜地连接竖向上错开的两个直的延伸部，倾斜角度例如
为15
°
或45
°
；两个直的延伸部也可共线，通过凸起或凹陷的中间部相连接。总之，用于近光光功能的反射器的反射面的后边缘的走向根据法规要求的近光光分布的截止线轮廓来设计。
65.在反射器的反射面用于其他光功能时，尤其反射面的前后边缘可类似于上述用于近光光功能的反射器的反射面那样根据期望的光分布的造型来设计。
66.对于反射器的连续的单个反射面，形成反射面周边边缘的后边缘可直接在后边缘所在的平面中延伸地连接到前边缘，或者通过在另一面中的中间边缘连接到前边缘。如在图4中清楚可见的那样，反射面22c在其前边缘22c1和后边缘22c2之间有中间边缘22c3，中间边缘22c3与前边缘22c1和后边缘22c2中的任一者不共面；反射面23a的后边缘23a2在一侧延伸成与前边缘23a1相交，而在另一侧通过中间边缘23a3与前边缘22a1相连接。换句话说，可通过这种柔性地设计反射面来匹配最终需形成的光分布。
67.除了安装面平行于发光模块的主出光方向布置安装面7之外，在图7和图8中示出了发光模块1的一实施方式，在其中，安装面7相对于光轴6倾斜布置，安装面7通过装配有光源的印刷电路板51或载体3形成。安装面7相对于光轴6形成的倾斜角α小于等于20
°
，优选地小于或等于15
°
，优选地小于或等于10
°
，优选地小于或等于5
°
。通过这种布置方案，在光源的发光角度并不为180
°
的情况下，能够使得光源更好地照亮反射面的后边缘或紧接后边缘的区域。
68.后边缘与光源的最小距离在1mm至5mm之间的范围中。这在保证照亮反射面的情况下实现紧凑的结构。
69.在图11和图12中示出了连续的单个反射面为椭圆形轮廓的情况下的光路。可看出，光源发出的光经反射面反射后，在透镜的相关区段附近在此聚集，从而可减少光束在透镜入射面上的宽度。
70.根据本实用新型的发光模块可作为照明和/或信号模块用在车灯中。因此，发光模块可产生：照明光束，例如近光光束、远光光束等等；信号光束，例如用于方向指示、定位、刹车等等；或者照明和指示光束。
71.本实用新型不限于上述结构，也可以采用其他的各种变体。虽然已经通过有限数量的实施方式描述了本实用新型，但是受益于本公开，本领域技术人员可以设计出不脱离在此公开的本实用新型的保护范围的其他实施方式。因此，本实用新型的保护范围应仅由所附权利要求限定。