具有半導體光源的照明設備的制作方法

具有半導體光源的照明設備的制作方法
【專利摘要】照明設備（11）具有：承載體（12），在所述承載體上設置有至少一個半導體光源（15a，15b）；以及至少一個主反射器（17），所述至少一個主反射器拱蓋至少一個半導體光源（15a，15b），其中在承載體（12）上設置有至少一個局部的反射器（19），所述局部的反射器同樣被主反射器（17）拱蓋。本發明尤其能夠用于車輛照明，尤其用于機動車，尤其用作為前照燈或與前照燈結合使用。
【專利說明】具有半導體光源的照明設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種照明設備，所述照明設備具有:承載體，在所述承載體上設置有至少一個半導體光源；并且具有拱蓋至少一個半導體光源的至少一個主反射器。本發明尤其能夠用于車輛照明，尤其用于機動車，尤其能夠用作為前照燈或與前照燈結合使用。
【背景技術】
[0002]DE 10 2009 022 723 Al公開一種用于組合式尾燈的要從后方安裝的LED模塊。一個或多個LED安裝在電路板上，所述電路板將所述LED機械地保持在具有小面的拋物面反射器的焦點處。來自LED的光橫向地且水平地發散并且由反射器準直，并且被反射的準直光通常沿縱向方向從組合式尾燈朝向觀察者的方向指向。LED模塊本身通常沿縱向方向定向并且能夠從反射器的頂點上的孔沿縱向方向插入到反射器的內部中。電路板、鄰接于電路板的可選的熱沉和鄰接于可選的熱沉的能導熱的層通常都是平坦的層、通常彼此平行且必要時都能夠具有相同的支承面。電路板、熱沉和能導熱的層一起都能夠形成通常平坦的板條。
[0003]EP I 371 901 A2公開一種具有LED光源的燈，所述LED光源圍繞燈軸線以軸向設置方式來設置。燈具有帶有支柱小面的支柱，在所述支柱小面上安裝有LED源。燈包含用于引導LED光源的光的分段式反射器。分段式反射器包含用于反射的區段，所述區段中的每個主要由支柱小面(例如支柱上的LED光源中的一個)的光照射。LED光源能夠由一個或多個LED芯片構成。LED芯片能夠具有透鏡，以便將光從每個支柱小面導向至相應的用于反射的區段。LED芯片能夠以不同的大小和顏色來選擇，以便產生特定的遠場圖案。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是，至少部分地克服現有技術中的缺陷，并且尤其提供一種開始所述類型的照明設備，所述照明設備的光放射圖案能夠以特別簡單的方式局部地變化。
[0005]所述目的根據本文的特征來實現。優選的實施形式尤其能夠從下文中得出。
[0006]所述目的通過具有承載體和至少一個反射器(在下文中不失一般性地稱為“主反射器”)的照明設備來實現，其中在所述承載體上設置有至少一個半導體光源，其中所述反射器拱蓋至少一個半導體光源，其中在承載體上設置有至少一個(其他的、在下文中不失一般性地稱為“局部的反射器”的)反射器，所述反射器同樣被主反射器拱蓋。
[0007]所述照明設備具有的優點是，使得能夠以緊湊的和簡單的方式改變由照明設備放射的光放射圖案，尤其能夠改變所述光放射圖案的亮度分布。因此，尤其能夠以高的精度提供亮度強的區域和亮度弱的區域。此外，局部的反射器能夠用作遮光板，例如以用于建立亮暗邊界和/或用于遮暗主反射器的部分區域，更確切地說不具有照明設備的實際上顯著的效率損失。
[0008]以優選的方式，至少一個半導體光源包括至少一個發光二極管。在存在多個發光二極管時，所述發光二極管能夠以相同的顏色或以不同的顏色發光。顏色能夠是單色的(例如紅、綠、藍等)或多色的(例如白色的)。由至少一個發光二極管放射的光也能夠是紅外光(IR-LED)或紫外光(UV-LED)。多個發光二極管能夠產生混合光；例如白色的混合光。至少一個發光二極管能夠包含至少一個光波長轉換的發光材料(轉換型LED)。替選地或附加地，發光材料能夠遠離發光二級管設置(“遠程熒光(Remote Phosphor)”)。至少一個發光二極管能夠以至少一個單獨封裝的發光二極管的形式或以至少一個LED芯片的形式存在。多個LED芯片能夠安裝在共同的基底(“基座(Submount)”)上。至少一個發光二極管能夠配設有至少一個自身的和/或共同的光學裝置，例如至少一個菲涅爾透鏡、準直儀等，以用于射束引導。代替無機的例如基于InGaN或AlInGaP的無機發光二極管或除了所述無機發光二極管以外，通常也能夠使用有機LED (0LED，例如聚合物0LED)。替選地，至少一個半導體光源例如能夠具有至少一個二極管激光器。
[0009]主反射器拱蓋至少一個半導體光源尤其可以包括:主反射器位于至少一個半導體光源之上。特別地，至少一個半導體光源的具有最高亮度的主放射方向可以指向到主反射器上。
[0010]主反射器例如可以具有拋物線狀的反射器面，所述反射器面必要時可以分成小面。然而，主反射器的反射器面的形狀原則上不受限制。
[0011]一個設計方案是，至少一個局部的反射器是被單獨制造或是單獨制造的構件。局部的反射器尤其能夠借助于常規的裝配方法(例如“拾取與貼裝(Pick&Place)”)來施加到承載體上，即是裝配構件。所述設計方案具有的優點是，能夠更簡單地設計承載體本身。此夕卜，能夠通過用不同的局部的反射器個別地裝配承載體來實現高的設計可變性。
[0012]局部的反射器例如可以粘貼或焊接到承載體上，并且例如作為SMD構件存在。在一個附加的或替選的改進方案中，局部的反射器可以(直接或間接地)插到承載體上。為了插入，局部的反射器例如可以插到承載體的至少一個鉆孔中。
[0013]又一改進方案是，至少一個局部的反射器與承載體整體地構成。也就是說，承載體的區域形成為反射器。承載體的局部的反射器或反射器區域例如可以通過相應的澆注模具或通過對承載體進行再加工，例如通過將材料擠出或將材料去除的加工來成形。
[0014]承載體例如可以是電路板，金屬體，尤其是由鋁制成的金屬體，陶瓷體或塑料體。承載體尤其可以是板型的，其中主反射器尤其拱蓋板的兩側中的至少一個。承載體的形狀原則上是能自由選擇的，其中用于一個或多個半導體光源的平坦的支承面和至少一個局部的反射器是優選的。
[0015]至少一個半導體光源通常可以直接固定在承載體上，例如粘貼、插入或焊接到其上。替選地或附加地，至少一個半導體光源可以經由固定在承載體上的承載體框架來固定在承載體上，即間接地經由承載至少一個半導體光源的中間部件來固定。
[0016]一個改進方案是，至少一個局部的反射器比照射所述局部的反射器的至少一個半導體光源更靠后地定位在承載體上。也就是說，局部的反射器例如距光出射口更遠或更靠近照明設備的、尤其主反射器的后方的端部定位。由此，能夠將由至少一個半導體光源射入到所述局部的反射器上的光以簡單的方式向前例如直接穿過光出射口或間接經由主反射器來放射。
[0017]另一改進方案是，至少一個局部的反射器比至少一個照射所述局部的反射器的半導體光源更向前地定位在承載體上。也就是說，局部的反射器例如沿照明設備的縱向方向，更靠近地定位在光出射口處或距照明設備的、尤其主反射器的后方的端部更遠地設置。由此，首先能夠將由至少一個半導體光源射入到所述局部的反射器上的光阻擋，所述光否則被向前放射(例如用于形成亮暗邊界)，其中不會失去射入到局部的反射器上的光，而是能夠將其投射到主反射器上。
[0018]一個設計方案是，至少一個半導體光源包括多個半導體光源并且至少一個局部的反射器設置在半導體光源中的至少兩個之間。對于所述半導體光源，局部的反射器可以在一側用作反射器并且在一側用作遮光板或可以在兩側用作反射器。在兩側設置的半導體光源的反射器面的形狀、大小和/或定向可以是相同的或不同的。
[0019]但是，至少一個局部的反射器也可以沿著照明設備的縱向方向定向，即尤其將半導體光源分為右側的組和左側的組。
[0020]一個通常的設計方案是，尤其在所述局部的反射器設置在半導體光源之間的情況下，至少一個局部的反射器構建且設置作為用于半導體光源中的至少一個的反射器以及構建且設置作為用于半導體光源中的至少另一個的遮光板(即沒有用于反射的特性)。
[0021]另一設計方案是，至少一個局部的反射器構建且設置為，使至少一個半導體光源的光至少部分地指向到主反射器上。因此，以簡單的方式加強光放射圖案的預先確定的部分區域。
[0022]另一設計方案是，至少一個局部的反射器構建且設置為，使至少一個半導體光源的光至少部分地直接從主反射器的光出射口向外指向。這允許更多樣地構成光放射圖案，因為對于直接射出的光來說不需要考慮主反射器的形狀。
[0023]此外一個設計方案是，至少一個局部的反射器構建且設置為，使至少一個半導體光源的光至少部分地穿過承載體中的開口指向。由此，光能夠穿過承載體引向至所述承載體的與其背離的一側。這能夠實現光放射圖案的更強的變化，尤其在通過主反射器的自由的或前部的邊緣限界的區域之外。
[0024]一個改進方案是，至少一個局部的反射器是從承載體突出的、尤其垂直突出的反射器，所述反射器延伸至超出半導體光源。由此，尤其能夠提供側向的反射面。
[0025]另一改進方案是，至少一個局部的反射器是“懸浮地”設置的反射器，所述反射器的反射面尤其完全處于至少一個半導體光源之上。反射面尤其可以平行或傾斜于、尤其以〈45°的偏角傾斜于承載體的支承面，所述支承面也承載有至少一個半導體光源。
[0026]另一改進方案是，至少一個局部的反射器拱蓋至少一個被主反射器拱蓋的半導體光源。特別地，至少一個其他的被主反射器拱蓋的半導體光源不具有這種局部的反射器。
[0027]—個改進方案是，這種反射器從側向突出超過被所述反射器拱蓋的半導體光源，使得由所述半導體光源照射的光不再射到主反射器上。由此，還能夠可變地構造光放射圖案。
[0028]另一設計方案是，主反射器是半殼反射器。所述主反射器尤其適合于與前照燈一起應用。
[0029]另一設計方案是，主反射器是全殼反射器。全殼反射器能夠實現特別大面積的光放射圖案。全殼反射器可以一件式地構成，或者也可以多件式地，例如由兩個半殼反射器構成。
[0030]此外，一個設計方案是，承載體是在兩側裝配的承載體，并且每側的至少一個半導體光源照射全殼反射器的相應的半殼。
[0031 ] 通常，一個設計方案是，裝置是車輛照明設備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]結合實施例的在下文中的示意的描述，能夠可清楚和更明確地理解本發明的上文所描述的特性、特征和優點以及如何實現所述特性、特征和優點的方式和方法，所述實施例結合附圖詳細闡明。在此，為了概覽性，相同的或起相同作用的元件能夠設有相同的附圖標記。
[0033]圖1示出根據第一實施例的照明設備的側視剖視圖；
[0034]圖2示出根據第二實施例的照明設備的側視剖視圖；
[0035]圖3示出根據第三實施例的照明設備的側視剖面圖；
[0036]圖4示出根據第四實施例的照明設備的側視剖面圖；
[0037]圖5示出根據第五實施例的照明設備的側視剖面圖；
[0038]圖6示出根據第六實施例的照明設備的側視剖面圖；
[0039]圖7示出根據第七實施例的照明設備的側視剖面圖；
[0040]圖8示出根據第八實施例的照明設備的側視剖面圖；以及
[0041]圖9示出根據第九實施例的照明設備的前視圖。
【具體實施方式】
[0042]圖1示出照明設備11的，例如作為車輛前照燈或用于車輛前照燈的照明設備的側視剖面圖。照明設備11具有帶有板狀的部段13的承載體12。承載體12和/或板狀的部段13例如能夠構成為電路板、陶瓷體、塑料體和/或金屬體，在此例如作為鋁制實心體或者具有鋁制實心體。承載體12可以在背面例如與冷卻體(未示出)連接。
[0043]在部段13的在不失一般性地稱為上側14的一側上，間接地安裝有在此例如是兩個發光二極管15a、15b形式的多個半導體光源。更準確地說，發光二極管15a、15b固定在承載體框架16上，所述承載體框架再固定在承載體12的部段13的上側14上。然而，發光二極管15a、15b替選地也能夠直接安裝在承載體12上。兩個發光二極管15a、15b尤其也能夠是向上放射的發光二極管，也就是說，其主放射方向垂直于其支承面定向，即在此垂直向上。
[0044]承載體12的板狀的部段13例如可以類似于在DE 10 2009 022 723 Al中所描述的那樣是在后方引入反射器的、在此示例地為半殼式的主反射器17的頸部開口 29。主反射器17例如可以具有拋物線狀造型的內反射面18。主反射器17拱蓋承載體12的引入其中的部段13，所述承載體承載發光二極管15a、15b。
[0045]附加地在承載體框架16上，進而也在承載體12上，在兩個發光二極管15a、15b之間設置有局部的反射器19。因此，局部的反射器19同樣由主反射器17拱蓋并且尤其可以是之前單獨制造的裝配構件。局部的反射器19分配有朝向前部的發光二極管15a的、彎曲的反射面20中的一個，并且后方的或后部的發光二極管15b分配有吸收光的平的遮光板面
21。為此，局部的反射器19從承載體12突出直至超過發光二極管15和承載體框架16。
[0046]因此，前部的發光二極管15a將其光的大部分LI輻射到主反射器17的內反射面18上并且將較小的部分L2輻射到局部的反射器19的反射面20上。輻射到局部的反射器19中或輻射到反射面20上的光L2穿過由主反射器17的自由邊緣22限定的光出射口 E反射。光L2優選輻射到ECE標準的照明設備11的近光燈光放射圖案的亮暗邊界的附近。光的小的份額13直接從光出射口 E射出。
[0047]局部的反射器19也用作用于前部的發光二極管15a的遮光板以便所述局部的反射器遮暗反射面18的區域A，使得僅一個其余的區域B被前部的發光二極管15a照射。類似地，反射面18的僅一個區域C被后部的發光二極管15b的光L4照射。因此，能夠通過穿過光出射口 E直接地觀察后部的發光二極管15b來防止炫目。例如也能夠通過選擇局部的反射器19超出承載體13的高度來設定區域A至C的形狀。
[0048]尤其對于下述情況:發光二極管15a、15b不同地構造，例如放射不同顏色的光，例如冷白光和暖白光或者白光或紅外光，尤其能夠靈活地構成照明設備11的光放射圖案。術語“暖白”對應于由白熾燈發射的光表示具有在大約2700開爾文-3300開爾文的范圍中的色溫的白光。術語“冷白”表示大約3300開爾文-5000開爾文的范圍中的色溫的白光。
[0049]圖2示出類似于照明設備11的照明設備31的側視剖面圖，其中承載體框架32現在構造為，使得后部的發光二極管15b升高地定位，以至于局部的反射器19不再阻擋其光。
[0050]圖3示出類似于照明設備11的照明設備41的側視剖面圖，其中局部的反射器42現在也作為反射器用于后部的發光二極管15b并且為此具有向后定向的反射面43。這提高照明設備41的效率并且能夠實現光放射圖案的還更強的變化。為此，射到反射面43上的光反射到主反射器17上。此外，局部的反射器42將遮暗作用施加到由后部的發光二極管15b放射的光。
[0051]圖4示出類似于照明設備41的照明設備51的側視剖面圖，其中在局部的反射器52和后部的發光二極管15b之間在承載體53和承載體框架54中存在有開口 55，由后部的發光二極管15b放射的并且在向后定向的反射面53上反射的光L5能夠穿過所述開口投下。穿過開口 55輻射的光L5類似于“虛擬光源”射到現在構成為全殼反射器(一件式或多件式)的主反射器57的下部的類似半殼的區域56上并且進一步輻射穿過光出射口 E。如示出的，承載體53可以一件式地被裝配或可以在兩側裝配。此外，局部的反射器52將遮暗作用施加到由后部的發光二極管15b放射的光。
[0052]圖5示出照明設備61的側視剖面圖，其中局部的反射器62現在是近似懸浮地設置的反射器。局部的反射器62設置在發光二極管15之上，其中發光二極管15照亮其以能反射的方式構成的下側63。將局部的反射器62固定在承載體12上例如能夠借助于薄的支架64來實現。這尤其能夠實現將輻射到反射器62上的光L6從在更后面地設置在承載體12上的發光二極管15偏轉到前向方向。同時，局部的反射器62用作用于發光二極管15的直接放射光的遮暗元件。局部的反射器62能夠具有朝向承載體13的下側，所述下側具有作為反射器作用的例如能夠是平的或凸出地或下凹地拱起的面元件。所述面元件沒有在附圖中示出。局部的反射器62能夠構成為延展的三維的接片并且具有任意的形狀和大小。
[0053]圖6示出類似于在圖5中示出的照明設備61的照明設備71的側視圖，其中局部的反射器62現在設置在兩個發光二極管15a、15b之間，并且此外也有效地作為遮光板。由此，所述局部的反射器也能夠用作尤其用于前部的發光二極管15a的遮光板，使得在主反射器17上形成不被前部的發光二極管15a照射的區域F。[0054]圖7示出照明設備81的側視剖面圖，其中局部的反射器82現在不相對于發光二極管15突出并且具有平行于或至少僅略微傾斜于承載體12的表面14的反射面83。因此，效率能夠提高，因為由主反射器17輻射到反射面83上的光L7還能夠反射穿過光出射口 E。當一個或多個發光二極管15的發光的面例如由于在校準時出現的公差所引起的不完全地處于主反射器17的焦點處時，例如可能會出現上述情況。相反，不由發光二極管15直接照射反射面83。在此，在光出射口 E的后部還存在通過透鏡84表示的光學系統。
[0055]圖8示出照明設備91的側視剖面圖，其中局部的反射器92拱蓋發光二極管15a。由此，所選出的發光二極管15a的光能夠選擇性地在不在主反射器17上反射的情況下從光出射口 E放射。局部的反射器92用作用于后部的發光二極管15b的光的遮暗器,使得發光二極管15b的直接的光在不在主反射器17上反射的情況下能夠到達光出射口 E。替選地，發光二極管15b能夠以升高超過承載體部段13的方式設置，使得發光二極管15b的光僅部分地由局部的反射器92遮暗。
[0056]圖9以光出射口 E的前視圖示出根據第九實施例的照明設備101。現在，局部的反射器102沿著縱軸線L定向并且將承載體12在此劃分成在縱軸線L方向上的左部103和右部104，在所述左部和右部上分別存在有發光二極管15。為此，局部的反射器102垂直地從承載體12、13突出并且以能在兩側上反射的方式構成。由此，光放射圖案的左區域和右區域的個性化的造型尤其能夠借助于用于右側的和左側的兩個反射器101來產生。替選地，局部的反射器102也能夠具有能吸收光的面并且用作遮光板。
[0057]在所有的實施例中，主反射器17和局部的反射器19例如由塑料與金屬化的反射面或由金屬構成的能反射的表面構成。
[0058]盡管通過示出的實施例詳細地說明和描述本發明的細節，但是本發明不局限于這些實施例并且能夠由本領域技術人員從中導出其他的變型方案，而不會脫離本發明的保護范圍。因此，照明設備的元件也能夠被組合。例如，局部的反射器能夠在主反射器的整個寬度之上延伸或在空間上沿所述方向被限界。在此情況下，寬度表示垂直于縱軸線I且平行于承載體13的表面的方向(垂直于在圖1-9中的繪圖平面)。此外，所有反射器的反射面能夠構成為自由形狀面。
[0059]因此，承載體的相關于主反射器的安裝位置不受限制，尤其不受限制于承載體12的部段13的沿主反射器的光學主平面的上在上文中示出的設置方式。
[0060]不同的實施例的特征也能夠相互調換或組合。例如，發光二極管原則上能夠設置在超出承載體(例如在照明設備31中)至少部分不同的高度上或相同的高度上。
[0061]附圖標記列表
[0062]11 照明設備
[0063]12 承載體
[0064]13 部段
[0065]14 上側
[0066]15 發光二極管
[0067]15a 前部的發光二極管
[0068]15b 后部的發光二極管
[0069]16 承載體框架[0070]17主反射器
[0071]18內反射面
[0072]19局部的反射器
[0073]20反射面
[0074]21 遮光板面
[0075]22邊緣
[0076]29頸部開口
[0077]31照明設備
[0078]32承載體框架
[0079]41照明設備
[0080]42局部的反射器
[0081]43反射面
[0082]51照明設備
[0083]52局部的反射器
`[0084]53反射面
[0085]54承載體框架
[0086]55開口
[0087]56區域
[0088]57主反射器
[0089]61照明設備
[0090]62局部的反射器
[0091]63下側
[0092]64支架
[0093]71照明設備
[0094]81照明設備
[0095]82局部的反射器
[0096]83反射面
[0097]84透鏡
[0098]91照明設備
[0099]92局部的反射器
[0100]101照明設備
[0101]102局部的反射器
[0102]103左部
[0103]104右部
[0104]A-C區域
[0105]E光出射口
[0106]F不被照射的區域
[0107]L縱軸線
[0108]L1-L7 光
【權利要求】
1.一種照明設備(11 ；31 ；41 ；51 ；61 ；71 ；81 ；91 ;101)，具有: -承載體(12 ;53)，在所述承載體上設置有至少一個半導體光源(15 ; 15a，15b)， 并且具有: -至少一個主反射器(17 ;57)，所述主反射器拱蓋至少一個所述半導體光源(15 ;15a，15b)， 其中 -在所述承載體(12 ；53)上設置有至少一個局部的反射器(19 ；42 ；52 ；62 ；82 ；92 ；102)，所述局部的反射器同樣被所述主反射器(17 ；57)拱蓋。
2.根據權利要求1所述的照明設備(11；31 ；41 ；51 ；71 ; 101 )，其中至少一個所述半導體光源(15 ; 15a，15b)包括多個半導體光源(15a，15b)并且至少一個局部的反射器(19 ；42 ；52 ；62 ；102)設置在所述半導體光源(15a，15b)中的至少兩個之間。
3.根據上述權利要求中的任一項所述的照明設備(11)，其中至少一個局部的反射器(19)構建且設置作為用于所述半導體光源中的至少一個(15a)的反射器以及構建且設置作為用于所述半導體光源中的至少另一個(15b)的遮光板。
4.根據上述權利要求中的任一項所述的照明設備(11；31 ；41 ；51 ；61 ；71 ；81 ；91 ；101)，其中至少一個所述 局部的反射器(19 ；42 ；52 ；62 ；82 ；92 ; 102)是被單獨制造。
5.根據上述權利要求中的任一項所述的照明設備(41；51 ;101)，其中至少一個局部的反射器(42 ；52 ;102)構建且設置為，使至少一個半導體光源(15b)的光(L5)至少部分地指向所述主反射器(17 ;56，57)。
6.根據上述權利要求中的任一項所述的照明設備(11；31 ；41 ；51 ；61 ；71 ；81 ;91)，其中至少一個局部的反射器(19 ；42 ；52 ；62 ；82 ；92)構建且設置為，使至少一個半導體光源(15 ; 15a，15b)的光至少部分地從所述主反射器(17 ；57)的光出射口(E)向外指向。
7.根據上述權利要求中的任一項所述的照明設備(51)，其中至少一個局部的反射器(52)構建且設置為，使至少一個半導體光源(15b)的光(L5)至少部分地穿過所述承載體(53)中的開口(55)指向。
8.根據上述權利要求中的任一項所述的照明設備(11；31 ；41 ；61 ；71 ；81 ；91 ;101)，其中所述主反射器(17)是半殼反射器。
9.根據上述權利要求中的任一項所述的照明設備(51)，其中所述主反射器(57)是全殼反射器。
10.根據權利要求9所述的照明設備(51)，其中所述承載體(53)是在兩側裝配的承載體并且每側的至少一個所述半導體光源(15a，15b)照射所述全殼反射器(57)的至少一個相應的半殼(56)。
11.根據上述權利要求中的任一項所述的照明設備(11;31 ；41 ；51 ；61 ；71 ；81 ；91 ；101)，其中所述設備是車輛照明設備。
【文檔編號】F21S8/10GK103807716SQ201310554093
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2012年11月9日
【發明者】斯特凡·施魏格爾, 于爾根·黑格, 奧利弗·赫林, 亞斯明·穆斯特爾, 菲利普·黑爾比希 申請人:歐司朗股份有限公司