CN107002963A - 包括散热器的半椭圆形投光灯 - Google Patents

Abstract

投光灯(1)，该投光灯包括光源(S)、移动装置(20)、可动的光学元件(4)、散热器(30)和反射部(12)，该可动的光学元件被移动装置(20)驱动以阻断和/或反射光源(S)发射的光束，该散热器被热联接到移动装置(20)，光束在被可动的光学元件(4)阻断和/或反射之前被反射部(12)反射，反射部(12)具有半椭球体部分的形状，光源(S)被置于椭球体的对称轴线(X)上，散热器(30)在反射部(12)的底部(13)与可动的光学元件(4)之间被置于所述椭球体的对称平面下方，散热器(30)至少部分地位于所述椭球体内部，并且被至少部分地置于一圆筒形延伸范围限定的容积(V)内，圆筒形延伸范围由光学透镜(3)的外周轮廓沿着所述透镜(3)的光轴到穿过反射部(12)的基底部(13)的横向平面。

Description

包括散热器的半椭圆形投光灯

技术领域

本发明的领域为用于机动车的设备，更具体地为用于这些机动车的投光灯的领域。

背景技术

机动车投光灯通常包括透镜和反射部，在该反射部内部具有光源。已知可使用阻断条带以使得能够进行阻断光束的各个阶段。当受控时，条带被电机电致动以在至少两个角位置之间移动，该条带在该至少两个角位置或多或少地阻断光束。例如，该条带可限制投光灯的射程，例如到近光束位置以避免使沿相对方向驾驶的驾驶员炫目，或者到主光束，在该主光束处不进行阻断。当前，这种技术与包括高功率光源的投光灯(诸如具有卤素灯或氙气灯的投光灯)共同使用，对于该投光灯，由被条带阻断通量造成的光功率损失不造成问题。

由光源以及由穿过透镜进入光学模块的太阳光线释放的热量造成了使光学模块中的内部环境发热，并且因此使电机发热。特别地，通过被称为环境温度的温度来限定发热现象。

电机在运行期间可耗散高功率，这导致了电机显著的自发热。特别地，通过被称为自发热温度的温度来限定这种自发热现象。因此电机所达到的温度，换言之，环境温度与自发热温度的总和很高并且可能使电机被安装在其上的塑料箱损坏。

已知可通过对光学模块中的电机安装电路板来克服该缺陷。电路板降低了穿过电机的电流的强度并且因此降低了该电机的功率，以及降低了该电机必须耗散的热量。然而，这种安装是昂贵的和大体积的(voluminous)。

另一种已知的解决方案在于，由于金属的耐高温性，选择用金属制成箱，但这种材料具有沉重和昂贵的缺陷。

本发明目的在于克服这些缺陷。

发明内容

为此，本发明的目标为一种用于机动车的投光灯，该投光灯包括光源、移动装置和可动的光学元件，该光学元件被配置为被所述移动装置驱动并且被布置为阻断和/或反射光源发射的光束，该投光灯的特征在于，该投光灯包括被热联接到所述移动装置的散热器。

因此，由于散热器，优化了移动装置的热量扩散，消除了对电路板和昂贵的金属箱的需求。

根据本发明的一个方面，投光灯包括反射部，所述光束在被可动的光学元件阻断和/或反射之前被反射部反射。

根据本发明的一个示例实施例，光源包括至少一个发光二极管(LED)。

根据本发明的一个方面，散热器被构造为耗散由一个或多个LED二极管产生的热量。因此，本发明使得能够使用单个散热器来耗散移动装置和光源的所有热量输出。

有利地，所述反射部的形状被设置为像半椭球体部分一样，该半椭球体在所述椭球体的对称平面上方延伸，所述光源被置于椭球体的对称轴线上。

根据一个实施例，散热器位于所述椭球体的对称平面下方。

根据本发明的一个示例实施例，散热器沿着所述光束的发射方向位于可动的光学元件之前。

有利地，所述散热器至少部分地位于所述椭球体内部。

根据本发明的一个实施例，散热器位于反射部的底部与所述可动的光学元件之间。

根据本发明的一个示例实施例，所述投光灯包括光学透镜，所述散热器被至少部分地置于一容积内部，所述容积由从透镜的外周轮廓沿着透镜的光轴到穿过反射部的底部的横向平面的圆筒形延伸范围(extension)限定。在本文中应理解的是，散热器至少部分地位于由第二半椭球体部分限定的容积内部，该第二半椭球体部分与第一半椭球体部分对称，使得其共同构成所述椭球体部分。因此，除了改善热量的扩散之外，本发明将散热器布置成：根据本发明的投光灯不会占据比不具有散热器的椭圆形投光灯更多的空间。

根据本发明的一个方面，移动装置位于投光灯的与散热器相同的区域中。因此，本发明可通过散热器改善移动装置的冷却，同时优化投光灯所占据的空间。

有利地，移动装置沿着所述光束的发射方向位于可动的光学元件之前。因此，移动装置被保护免于经受穿过透镜穿透到投光灯中的阳光。

根据本发明的一个实施例，所述移动装置位于所述椭球体的对称平面下方。

根据本发明的一个方面，所述移动装置至少部分地位于所述椭球体内部。

根据本发明的一个示例实施例，所述移动装置位于所述光源下方。

根据本发明的一个方面，移动装置位于反射部的底部与所述可动的光学元件之间。

有利地，所述投光灯包括光学透镜，所述移动装置被至少部分地置于一容积内，所述容积由透镜的外周轮廓直至反射部的平行于透镜的光轴的底部的延伸范围限定。

附图说明

根据下文完全出于说明性的目的、并且以非限制性的方式且参照附图给出的本发明的实施例的详细说明，本发明将被更好地理解，并且本发明的其它目的、细节、特征和优点将变得更为清楚。在这些附图中：

图1为根据本发明的半椭圆形投光灯的一个实施例的图解视图，该半椭圆形投光灯处于主光束位置；

图2为图2中的投光灯的图解视图，该投光灯处于近光束位置；

图3为根据本发明的投光灯的示例实施例的主视图。

具体实施方式

参照图1和图2，附图示出了机动车的半椭圆形投光灯1，该半椭圆形投光灯包括反射部12，该反射部呈在椭球体的对称平面上方延伸的第一半椭球体部分的形式。投光灯还包括光源S，该光源包括被置于反射部内部的发光二极管(LED)。在这种情况下，光源包括多个LED二极管。以虚线示出了与第一半椭球体部分14结合以构成椭球体部分的第二半椭球体部分15，以便有助于理解，但其不代表半椭圆形投光灯的真实的实物元件。第二半椭球体部分15与第一半椭球体部分14关于椭球体的对称平面对称。第一半椭球体部分沿轴向方向被平面M限制，该平面垂直于椭球体的对称轴线并且与椭球体相交。

在与反射部12的底部相同的一侧，光源S在第一半椭球体部分的第一焦点处被置于椭球体部分的对称轴线X上，光源仅以2π球面度的立体角发射光，因此如附图所示，在穿过光轴的垂直平面中以面向上方的180°扇面发射光。该构型尤其适合于由发光二极管(LEDs)构成的光源，该光源仅在等于2π球面度的立体角上进行发射。椭球体的对称轴线X为椭球体的纵向对称轴线。椭球体的对称平面包含椭球体的对称轴线X。

在反射部12上被反射之后，光通量继续行进到椭球体的第二焦点F，并且之后行进到投光灯1的会聚透镜3，该会聚透镜沿着光通量的发射方向位于反射部之后，并且该会聚透镜的目的在于将光通量投射到路面上。由于这种以2π球面度发射光，光束仅被引导向透镜3的下半部分。

如在图1和图2中可见的，可动的光学元件4被置于第二焦点F处，所述可动的光学元件被布置为阻断和/或反射由光源发射并由反射部反射的光束。在这种情况下，该光学元件为反光镜4。在本发明的另一个未示出的实施例中，该光学元件可以为阻断条带。反光镜4的反射表面被制成面向上方，使得该反光镜可拦截来自于反射部12的光通量。该反光镜4能够自由地围绕水平轴线移动，以使该反光镜的反射表面处于下述水平面中：该水平面穿过或平行于椭球体的对称轴线X；或者使该反射面在所谓的收回位置处于向前倾斜的平面中。

在图1中，反光镜4相对于水平面倾斜并且被置于光通量外部，因此使得所有光线能够朝向透镜3行进。这些光线穿过透镜的底部部分并且被向上引导以照亮长距离的路面。结果是处于主光束位置而不存在光源S发射的光功率的任何损失。

另一方面，在图2中，反光镜4处于水平位置并且该反光镜的纵向长度足以拦截来自于反射部12的所有光线。所有这些光线被反光镜4向上反射并且反光镜于是将这些光线重新引导向透镜3的顶部部分。在离开透镜处，光线被向前引导，但具有向下的弯折以照亮指定距离的路面。所导致的位置是近光束位置，再次地，也不存在光源S发射的光功率的任何损失。

通过透镜3的特殊形状、或通过透镜的焦点相对于椭球体的第二焦点F的轴向偏移、或者最后通过上述二者的结合来赋予光束的满足欧洲法规要求的形状。

在实践中，观察到的是，无论指派给反光镜4的位置为何，光源S均保持开启，该光源发射的光束在主光束位置被大致水平地引导，或者在近光束位置被向下引导。因此，尤其当使用发光二极管(LEDs)制成光源时，该光源的运行被改善，因为该光源不牵涉到相继的打开与关闭阶段。

投光灯1包括至少一个移动装置20，该至少一个移动装置被构造为使可动的光学元件4移动。例如，移动装置20将会是致动器、螺线管、线圈或者此处的情况下的电动机。在这种情况下，该移动装置包括电机轴，在该电机轴的端部处具有齿轮21，该齿轮通过带有齿的扇段部22驱动可动的光学元件4进行旋转。

根据本发明，投光灯1包括散热器30，该散热器被构造为耗散来自于移动装置20的热量输出。

如图3所示，散热器安装有多个散热片31。这些散热片31相互平行地延伸并且垂直于椭球体的对称轴线X。散热器30与移动装置的电枢接触。该散热器被设计为增大与空气交换的表面积。散热器使得电动机的绕线中的电流密度能够达到6A/mm²，并且散热器能够在介于130°到160℃之间的环境中耗散该电流，而不会超过绕线的大约为220℃的临界温度。

散热器布置成尽可能地靠近光源S，并且沿着光束的发射方向40尤其在可动的光学元件4之前。光束的发射方向40为该光束沿着其离开投光灯被投射到路面上的方向。“之前”意指散热器处于垂直于椭球体的对称轴线的平面P的前方，平面P为位于可动的光学元件4之前的平面。

散热器30位于椭球体的对称平面下方，例如至少部分地在以虚线示出的第二半椭球体部分内部，换言之，在椭球体部分内部。

散热器30被至少部分地置于围绕透镜3的光轴的圆筒形容积V中，如图1和图2所示，该圆筒形容积在透镜3的外周轮廓18上并且延伸直至反射部12的底部13。特别地，透镜3的外周轮廓18是圆形的。

有利地，移动装置20位于投光灯的与散热器30相同的区域中。

例如，移动装置20沿着光束的发射方向40位于可动的光学元件4之前。

移动装置20位于椭球体的对称平面下方，例如至少部分地在以虚线示出的第二半椭球体部分内部，换言之，在椭球体部分内部。因此，本发明可改善移动装置的冷却，同时优化投光灯所占据的空间。此外，因为光源仅朝向第一半椭球体部分发射光束，光源释放的大多数热量不被导向移动装置。

因为通过散热器30对移动装置20进行冷却，因此，可将移动装置20置于尽可能靠近光源的位置，而不会有该移动装置将会过热的风险，并且因此改善了投光灯的整体尺寸。因此，移动装置20可被置于所述光源S的下面，换言之，垂直于椭球体部分的对称轴线X并穿过光源S的平面O穿过移动装置。

移动装置20至少部分地被置于所述容积V中。

如图3所示，根据本发明的投光灯还可包括多个半椭圆形的反射部12。例如，这些反射部12被并排安置。在该实施例中，移动装置20被置于可动的光学元件4之前的事实是尤其有利的，因为这使得能够使一个或多个透镜3靠近各自的反射部，而没有任何由于移动装置的存在而造成的妨碍。有利地，投光灯包括用于所有这些反射部12的单个移动装置20，该单个移动装置被布置为使得每个反射部的可动的光学元件4可自由地移动。

例如，投光灯具有支架19，移动装置20被安装在该支架上。该移动装置可通过棘爪安装***(click fitting system)使用金属的或塑料的法兰、或者通过焊接、螺钉连接或任何其它构成刚性组件的手段来进行安装。

使用平面反光镜4和透镜3的组合对本发明进行了说明，该组合使光线反转并且赋予光束所需的形状。还可使用诸如复杂形状的反光镜的单个光束转向设备来构成该组合，该单个光束转向设备使光束向前转向并且赋予该光束所需的形状。在这种情况下，通过复杂形状的反光镜的移位来完成从主光束构型到近光束构型的转换，因此，该复杂形状的反光镜与公开的构型中的平面反光镜一样是可动的。

Claims (5)

1.用于机动车的投光灯(1)，所述投光灯包括光源(S)、移动装置(20)、可动的光学元件(4)、散热器(30)和反射部(12)，所述可动的光学元件被配置为被所述移动装置(20)驱动并且被布置为阻断和/或反射所述光源(S)发射的光束，所述散热器被热联接到所述移动装置(20)，所述光束在被所述可动的光学元件(4)阻断和/或反射之前被所述反射部(12)反射，所述反射部(12)具有半椭球体部分的形状，所述半椭球体部分在所述椭球体的对称平面上方延伸，所述光源(S)被置于所述椭球体的对称轴线(X)上，所述散热器(30)被置于所述椭球体的对称平面下方，

其特征在于，所述散热器(30)在所述反射部(12)的基底部(13)与所述可动的光学元件(4)之间至少部分地位于所述椭球体内部，所述散热器(30)被至少部分地置于一容积(V)内，所述容积由光学透镜(3)的外周轮廓沿着所述透镜(3)的光轴到穿过所述反射部(12)的底部(13)的横向平面的圆筒形延伸范围限定。

2.根据权利要求1所述的投光灯(1)，其中，所述移动装置(20)位于所述投光灯的与所述散热器(30)相同的区域中。

3.根据权利要求1或2所述的投光灯(1)，其中，所述光源(S)包括至少一个LED二极管。

4.根据权利要求3所述的投光灯(1)，其中，所述散热器(30)被构造为耗散由一个或多个LED二极管产生的热量。

5.根据上述权利要求中任一项所述的投光灯(1)，其中，所述散热器(30)沿着所述光束的发射方向位于所述可动的光学元件(4)之前。