用于车辆照明的半导体光引擎制造技术

一种在诸如车头灯的车辆照明系统中提供来自多个半导体光源（４０）的光的光引擎（２０），该光引擎２０包括其上安装有半导体光源的基体（２４）。为了冷却目的，半导体光源在基体上彼此间隔开。基体还优选地包括至少一个热传递材料层（４８），该热传递材料层有助于将来自半导体光源的废热传递到散热片或其它冷却装置。光引擎（２０）进一步包括传输装置（２８），该传输装置（２８）包括一束纤维光缆（６０），一根光缆用于每个半导体光源（４０），并且每根光缆具有接收端（３２）和发射端（３６），接收端（３２）定位在相应的半导体光源（４０）附近，发射端（３６）定位成紧邻其它每根光缆的发射端。基体（２４）能够定位在便于冷却半导体光源的位置，同时传输装置的光缆的发射端能够定位在车头灯或其它车辆照明系统的透镜附近。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于车辆照明的半导体光引擎相关申请的交叉引用本申请要求2005年7月12日申请的美国临时专利申请No. 60/698,529的权益，其整个说明书以参照方式明确地引入本文。
本申请涉及一种用于车辆照明系统等的光源。更具体地，本申请涉及 一种为车辆照明系统等提供光的半导体光引擎。
技术介绍
车辆照明系统尤其是车头灯系统需要能够产生相对较亮的能 够形成必需光束图案的光的光源，所述必需的光束图案是各种安全规定 所限定和要求的。白炽灯以其合理的可接受的效果多年来一直被采用作 为车头灯系统的光源。为了提供更多光以便改善车头灯系统产生的光束图案，现在通常采 用石英卤素灯("Halogen")和高强度放电灯("HID")来代替白炽灯， 这是因为卣素灯和HID灯比白炽灯产生的光多很多。但是，此类囟素 灯光源和HID灯光源的缺点在于，它们产生很多废热，这些废热必须 从车头灯除去。进一步地，卣素车头灯和HID车头灯需要认真设计的 光学特性以便消除因灯丝或灯罩影响而出现在它们所产生的光图案中 的缺陷。因此，为了提供适当的冷却和/或必需的光学特性，卣素车头灯和 HID车头灯的外壳必须相对较大，此种大外壳对美学和/或空气动力学 设计造成限制，否则车辆设计者会做出更好的美学和/或空气动力学设 计。近来，人们感兴趣于釆用诸如发光二极管("LED")的半导体光源 作为车头灯系统的光源。近年来，已能够获得产生白光的LED,并且 此种LED产生的光量显著增加。理想地，采用LED作为光源的车头灯 将能够构造成具有小于传统车头灯所需的外壳，使得能够增加美学和空气动力学车辆设计的种类。但是，基于LED的车头灯系统也具有一些缺点。现有的白光LED 产生的光量仍不足以产生所需的车头灯光束图案，因此使得若干紧密设 置的LED必须一起使用以便产生足够的光。进一步地，半导体结在操 作时产生较大量的废热，这些热量必须通过散热片、热管和/或冷却风 扇等除去，否则半导体结将产生故障。因此，为了相对于LED车头灯 的透镜合适地设置多个LED光源以及为了使LED光源充分冷却，LED 车头灯的外壳往往会大于预期尺寸。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种新颖的光引擎，其消除或緩解了现有技术 的至少一个缺点。根据本申请的第一方面提供一种用于车辆照明系统的光引擎，该光 引擎包括基体；安装到所述基体的多个半导体光源，每个相邻的半导 体光源在所述基体上与所述基体上的每个其它相邻的半导体光源彼此 间隔开，以便在所述半导体光源的运行过程中增强对所述半导体光源的 冷却作用；传输装置，其能够操作从而接收所述半导体光源发射的光并 将所接收的光传输到从所述基体间隔开的另一位置，其中，所述传输装 置，括一束纤维光，，、一，艮光缆，于，个相应的半导体光"，，且每根源发射的光的接收端以及发射所接收的光的发射端，所述发射端设置在 比所述半导体光源在所述基体上占据的空间小的空间中。本申请提供一种光引擎，该光引擎为诸如车头灯的车辆照明系统提 供来自多个半导体光源的光。该光引擎包括其上安装有半导体光源的基 体，为了冷却目的，半导体光源在基体上彼此间隔开。基体还优选地包 括至少一个热传递材料层，该层有助于将来自半导体光源的废热传递到 散热片或其它冷却装置。冷却装置的示例可包括AC系统、引擎冷却系 统、珀尔帖结冷却系统(Peltier Junction System )、或风扇等装置。光 引擎进一步包括传输装置，该传输装置包括一束纤维光缆， 一根光缆用 于每个半导体光源，并且每根光缆具有接收端和发射端，接收端定位在 相应的半导体光源附近，发射端定位成紧邻每根其它光缆的发射端。基 体能够定位在与需要发射光的位置不同的位置。例如，基体能够定位在便于冷却半导体光源的位置，同时传输装置的光缆的发射端能够定位在 车头灯或其它车辆照明系统的透镜附近。附图说明现在将参照附图仅以举例方式描述本专利技术教导的优选实施方式，附图中图1示出根据本专利技术教导的光引擎的示意图；图2示出用于图1的光引擎中的基体和半导体光源的前视图；图3示出沿图2的线3-3的侧视截面图；图4示出与图3的截面图相似的截面图，其中示出一种将纤维光缆 附接到基体的半导体光源的方法；图5示出图1的光引擎的传输装置的发射端的前视图；图6示出图5的发射端和图1的光引擎的纤维光缆束的一部分的侧 视图；图7示出被组合的多光束光源的示意图；以及图8示出进行组合以便制造更高强度图案的多光束光源的示意图。具体实施方式根据本申请的光引擎在图l中总体上标示为20。光引擎20包括基 体24和传输装置28，传输装置28包括接收端32和发射端36。如图2和图3所示，基体24包括多个安装在其上的半导体光源40, 例如发射白光的LED。优选地，基体24进一步包括反射器44，反射器个 传输装置28的接收端32，如下文更详细地描述的。半导体光源40以与相邻半导体光源40之间具有足够间距的方式安 装到基体24,以便确保它们的结温能够维持在可接受的操作温度范围之 内。如本领域技术人员清楚的，基体24能够由任何合适材料形成，此 类材料的示例包括诸如那些用于封装半导体集成电路的陶瓷，酚醛塑料 和/或诸如那些用于制造印刷电路板的环氧树脂等。优选地，基体24包括由诸如铜或铝的热传递材料制成的至少一个 层48,层48有助于除去半导体光源40内产生的废热。当基体24安装 在车头灯系统中时，层48能够连接到合适的散热片49、热管或导热丝。 层48结合上述的位于基体24上的半导体光源40的间距，确保了半导 体光源40能够在它们的特定操作温度范围内工作。基体24还优选地包括两个层52和56，层52和56中每个分别作为 正导电体和负导电体，半导体光源40连接到正导电体和负导电体并因 此被供电。绝缘材料53能够定位于导电体52和56之间、或者根据需 要定位在其它位置。此外，电路元件能够位于LED的同侧。可替代地， 正导电体和负导电体能够设置为基体24的顶部、底部或顶部和底部两 者的传导性迹线。每个反射器44优选地包括环绕其相应的半导体光源40的抛物线形 状的表面，反射器44能够由诸如环氧树脂或聚碳酸酯的任何合适的材 料制成，并且能够将合适的反射性涂层施加到该材料，或者反射器44 能够由诸如铝的反射性材料制成。在所示实施方式中，每个反射器44示出为单独地安装到基体24的 独立部件，但是能够想到的是，反射器44能够制成一个整体。例如， 反射器44能够由环氧材料模制为一个组件，然后将反射性材料施加到 该组件，在半导体光源40安装到基体24之后，该组件便被安装到基体 24并位于半导体光源40上方。相似地，反射器44能够由铝坯等机加工 为一个组件，然后安装到基体24。在后一情况下，反射器44的组件也 能够有助于除去半导体光源40产生的废热。如图1、 4和6所示，传输装置28包括一束纤维光缆60, —根光缆 用于每个半导体光源40。如图4最佳示出的，在传输装置28的接收端 32处，每根相应的纤维光缆60定位于相应的半导体光源40和反射器 44 (如果存在的话)附近。优选地，纤维光缆的接收端包括大体上平坦 的光学表面64,表面64定位成大体上垂直于半导体光源40以便捕获半 导体光源40发射的大部分光。纤维光缆的接收端由环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆照明系统的光引擎，包括：基体；多个半导体光源，其安装到所述基体，每个相邻的半导体光源在所述基体上与所述基体上的每个其它相邻的半导体光源彼此间隔开，以便在所述半导体光源的工作过程中增强对所述半导体光源的冷却作用；　 　传输装置，其可操作地接收所述半导体光源发射的光并将所接收的光传输到与所述基体间隔开的另一位置，其中，所述传输装置包括一束纤维光缆，每个相应的半导体光源对应一根光缆，并且每根光缆具有接收端和发射端，所述接收端位于相应的半导体光源附近以便 接收所述相应的半导体光源发射的光，所述发射端发射所接收的光，所述发射端设置在比所述半导体光源在所述基体上占据的空间小的空间中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德O伍德沃德，
申请(专利权)人：麦格纳国际公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]