TW200918812A - Headlight and their use - Google Patents

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200918812 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種頭燈領域，特別是一種具有基座和發 光量之頭燈，該發光量藉由國際規約針對至該基座的一參 考面的距離和位置來預設。 【先前技術】 在 ECE Norm No. 98 “UNIFORM PROVISIONS CONCERNING THE APPROVAL OF MOTOR VEHICLE HEADLAMPS EQUIPPED WITH GAS-DISCHARGE LIGHT SOURCES”中針對放電火花至一確定的 參考平面之位置而描述了各種用在機動車-工業中的氣體 放電燈，每一用在機動車中作爲頭燈用的放電燈都須遵守 此規約（N 〇 r m)。 在 ECE Norm No. 37“Uniform provisions concerning the approval of filament lamps for use in approved lamp units on power-driven vehicles and of their trailers”中針對白熾燈 絲至一確定的參考平面之位置而描述了各種用在機動車-工業中的白熾燈，每一用在機動車中具有白熾燈絲的頭燈 都須遵守此規約（Norm)。 由DE 10 2005 026 949 A1中已知一種作爲頭燈用的 光源之發光二極體-燈。此燈的造型因此須依據作爲發光二 極體-燈用的頭燈構造來調整。 【發明內容】 本發明的目的是提供一種設有半導體光源之燈，其可 用在依據白熾燈或氣體放電燈之安裝而設計的前燈中以作 200918812 爲頭燈。 ±述目的藉由一種具有基座和發光量之頭燈來達成， 量藉由國際規約針對至該基座的一參考面的距離和 設’其中該發光量藉由一個或多個半導體光源來 達成。 乍一個或多個半導體光源用的操作電路或此操作電 路的一部份因此可有利地配置在頭燈的基座中。於是，此 頭燈可不需其它的措施而直接用來取代作爲此用途的氣體 放電燈或白熾燈。 當一個或多個半導體光源配置在一具有一第一側和一 平行於第一側的第二側之承載結構上時，所顯示的優點在 於：所需要的光發射特性可最簡單地被保持著。於此，至 少一個半導體光源配置在第一平面側上，且至少一個半導 體光源以全等形式重疊地位於第二平面側上。爲了使該處 所描述的白熾燈或放電火花之依該規約所確定的直徑合乎 規定’則該承載結構在第一平面側和第二平面側之間的上 下重疊的全等形半導體光源之區域中較佳是具有一種條片 ’此條片的厚度須使各個半導體光源之發光面之間具有一 種距離，此距離等於該處所描述的白熾燈或放電火花之依 該規約所確定的平均直徑。 爲了達成均勻的發光量，則在該承載結構之二個平面 側上配置一個或多個半導體光源時是有利的，其中至少一 個半導體光源定位在第一平面側且至少一個半導體光源交 替地定位在第二平面側或至少一部份以互相覆蓋的方式相 200918812 面對而定位著。 該承載結構較佳是同時形成冷卻體且由一導熱良好的 材料所構成。藉由此種措施’則半導體光源可最佳地被冷 卻。在另一有利的形式中’該承載結構由至少一第一部份 和一第二部份所構成’其中第一部份同時形成冷卻體，且 第一部份形成半導體光源用的載體而由一種導熱良好的材 料所構成。這樣所具有的優點在於，該承載結構的第二部 份可形成電路板，且因此可成本有利地且有效率地預製成 。在另一有利的形式中，該承載結構由較二個部份還多的 部份所構成，其中一些部份由導電材料所構成且同時形成 電流導體。因此，該承載結構本身的互相絕緣而作爲冷卻 體用的各部份可用作電流導體，且因此不需在這些部份上 施加導體。 若該承載結構之形成電路板之第二部份的一部份或全 部具有上述的操作電路，則可藉由標準化的製程來節省其 它成本。 該承載結構較佳是朝向該燈的尖端而逐漸變細及/或 該承載結構具有一種朝側向突出的冷卻結構。於是，該結 構具有一種傳統式燈具的形式，這樣在安裝-且配置至頭燈 反射器中時是有利的。此外’該承載結構亦可具有一散熱― 及/或抗反射之塗層，以使燈之光學-和熱學特性獲得改良 當一操作電路（7 5)在熱性上與第一冷卻體（3 41)相連接 時，此時第一冷卻體形成基座外殼之第一部份，則該操作 200918812 電路可較佳地被冷卻。當該承載結構（3)在熱性上與作爲基 座外殼的第二部份之第二冷卻體（3 42)相連接時，該承載結 構（3)可被冷卻而與該操作電路無關’主要是由於第一冷卻 體（341)與第二冷卻體（342)在熱性上互相絕緣。因此，發光 二極體和該操作電路在熱性上互相去耦合，這樣可確保一 種有效的冷卻。 當半導體光源具有一透鏡且該透鏡使半導導光源之發 射特性改變成與規約中所需求的發射特性相同，則與半導 體光源之定位有關的預設較不嚴格，這樣在組裝及製造多 個半導體光源時是有利的。半導體光源較佳是發光二極體 ，特別有利的是多晶片-發光二極體然而，半導體光源亦 可以是有機發光二極體。當半導體光源以一種保護層來塗 佈時是有利的，以便在插入至汽車中且在原始操作期間中 保護該半導體光源。爲了此一目的，則具有半導體光源之 該承載結構亦可有利地由一保護燈泡所圍繞著。該保護燈 泡的材料較佳是一種可透光的塑料或一種玻璃。由於光學 和熱學上的原因，該保護燈泡中以一種氣體來塡入。 該頭燈較佳是具有一種操作電路（100)，以便在氣體放 電燈用的一操作裝置上操作多個半導體光源（2 1 )。此操作 電路（100)模擬一白熾燈或氣體放電燈之點燃電壓。在以頭 燈來取代一氣體放電燈時，該頭燈較佳是在冷卻開始時模 擬該點燃電壓且模擬氣體放電燈之固定操作中的點燃電壓 。當該操作電路在模擬一含有水銀-和一未含有水銀之氣體 放電燈而可切換時，這樣可大大地擴大該頭燈之應用領域 200918812 。因此，該頭燈可直接用作後視燈而不必在頭燈上或汽車 上作修改。 在以頭燈來取代氣體放電燈時，該操作電路較佳是包 括一整流器（103)、以及一電壓中間電路（104)，其具有一散 熱的電壓限制裝置。 本發明以下將依據各實施例來詳述。 【實施方式】 本發明的頭燈較佳是以一種傳統之頭燈之所謂後視燈 來構成。因此，此頭燈可使汽車的所有人使用傳統的燈技 術且特別是可使老一輩的所有人使用現代化的半導體技術 〇 第1圖中顯示一種H4-後視燈之第一實施形式的側視 圖。一些以下將描述的細節只能在第2圖之俯視圖中辨認 出。燈5設置在一傳統的燈座10上，燈座1〇具有一參考 環1，其施加在一基座套筒7上。該參考環1由一種在三 個側面上具有參考板13，15之環所構成。各參考板藉由容 易形成拱形的設置點來描繪一參考面11。該基座套筒7由 圓柱形的中空體構成，該中空體在其下端是藉由一種基座 石塊7 1來封閉。基座石塊7 1由絕緣材料（例如，塑料或陶 瓷體）所構成。在基座石塊71中埋置著三個接觸旗73。在 該基座套筒7之位於基座石塊71上方之中空區中安裝一操 作電路75。在該基座套筒7之上側上施加一承載結構3, 該承載結構3之上表面上配置多個半導體光源。該承載結 構3同時作爲半導體光源用的冷卻體，且由一導熱良好的 200918812 材料（例如，鋁、銅、含鐵的合金或可導熱的金屬-陶瓷複 合物（例如，LTCC-陶瓷））所構成。半導體光源較佳是以發 光二極體來構成。半導體光源亦能以有機發光二極體來構 成。發光二極體較佳是以多晶片-發光二極體21，23來形 成’其在一列中具有多個發光二極體晶片25。因此，一種 稱爲發光二極體陣列的結構亦已爲人所知。該操作電路75 經由配置在該承載結構3上或該承載結構3中的導電軌（未 顯示）而與多晶片-發光二極體21，23相連接。爲了供應一 種電壓，則該操作電路75須與各接觸旗73 (未顯示）相連 接。 ，爲了具有像傳統的H4-燈一樣的光學特性，則多晶片-發光二極體21，23之發光面之幾何形式須類似於相對應的 白熾燈絲之幾何上的面投影。即，多晶片-發光二極體2 1 ，2 3之發光面之長度應等於相對應的白熾燈絲的長度’且 多晶片-發光二極體21，23之發光面之寬度須等於相對應 的白熾燈絲的直徑。 由於H4-燈之近光只入射至一種半空間中’因此只需 在該承載結構3之一側上安裝一多晶片-發光二極體23。然 而，亦可使用多個具有一晶片的發光二極體或使用多個多 晶片-發光二極體23，其每一發光二極體具有較少的晶片。 爲了可滿足光學上的需求，該承載結構在此位置（其上存在 著近光白熾燈絲）上須具有一凹口 3 1。此凹口 3 1中施加該 多晶片-發光二極體23。須設計此凹口 31之深度’使光軸 至該多晶片-發光二極體23之發光面之距離基本上等於相 200918812 對應的白熾燈絲的半徑。另一方式是，須測定該凹口 3 1的 深度，使多晶片-發光二極體23之發光面位於光軸上。爲 了使多晶片-發光二極體23之發射特性可依據白熾燈絲的 發射特性來調整，則該多晶片-發光二極體23可具有一種 透鏡（未顯示）。該凹口 3 1具有傾斜的邊緣，以便使該多晶 片-發光二極體23所發出的光所受到的阻礙儘可能少。 由於Η 4 -燈之遠光白熾燈絲的光可入射至二種半空間 中，則該承載結構3須具有二個相面對的凹口 33(第1圖中 只可看到一個）。相面對的凹口 33以全等形及輪廓相同的 方式而形成。在該二個凹口 33之每一凹口中施加一個多晶 片-發光二極體21’其發光面因此在相反的方向中發光。於 是’每一多晶片-發光二極體21都發光至一種半空間中。 須設計各凹口 33的深度，使該承載結構中所保留的條片 35具有一種厚度，須測量此厚度，使多晶片-發光二極體 2 1之各發光面之距離等於白熾燈絲之直徑。 該承載結構3藉由適當的方法（例如，焊接，夾緊或黏 合）而與基座套筒相連接。爲了節省重量和材料，該承載結 構3較佳是朝向該燈的尖端而逐漸變細。 爲了達成保護功能而不受外界所影響，則各多晶片_ 發光二極體21’ 23可設有一保護層。爲了調整該後視燈之 使用者對一白熾燈的感覺，則整個承載結構3亦可安裝在 一種由玻璃或塑料所構成的可透光的保護燈泡6 φ，該燈 泡6可保護整個結構使不受外界所影響。爲了使發光二極 體較佳地被冷卻，該燈泡6較佳是設有一種塡充氣體（例如 -11- 200918812 ，氮）。此塡充氣體之壓力較佳是大於5*l〇4pa。若該塡充 氣體之壓力大於大氣壓，則燈泡6較佳是以確保不能斷裂 的方式來構成。 在製程中爲了調整光學特性，就像傳統的H4-燈一樣 ，該基座套筒7須針對該參考環1來旋轉、傾斜且偏移。 於是，可採用傳統燈之有效的製程和調整方法。若該基座 套筒7以該承載結構3和配置於該承載結構上的多晶片_ 發光二極體21，23來針對該參考環而調整，則可在該參考 環1和該基座套筒7之間形成一種連接。於是，可對該燈 進行光學上的調整。 第二實施形式 第二實施形式與第一實施形式之不同處只在於由該頭 燈所可達成的功能之數目。因此，只描述不同於第一實施 形式之處。 第二實施形式之頭燈5之側視圖顯示在第3圖中。多 個像第一實施形式的細節只能在第4圖之俯視圖中辨認出 〇 與第一實施形式之不同處在於，第二實施形式形成傳 統式頭燈之後視燈，其只具有一個白熾燈絲。這在第3，4 圖中顯示成Η 7 -燈之一種例子。 Η7 -燈設有一種可自由發光的白熾燈絲，其發光至二種 半空間中。於是，本發明的頭燈設有至少二個多晶片-發光 二極體21，其分別在相反的空間方向中發光。就像第一實 施形式一樣，多晶片-發光二極體21固定在該承載結構3之 -12- 200918812 二個凹口 33中。各凹口 33亦可具有傾斜的邊緣。多晶片-發光二極體21之發光面對應於H7-白熾燈之長度和直徑。 該承載結構中在該二個凹口 33之間仍保留著的條片35具 有一種厚度，須設計此厚度，使多晶片-發光二極體之各發 光面的距離等於H7-白熾燈絲之直徑。在基座套筒7中另 安裝該操作電路75。由於此處只設有一種光功能，因此只 有2個接觸旗73固定在該基座石塊71中。 第三實施形式 第三實施形式與先前之各實施形式之不同處在於該承 載結構3之構造。以下將描述不同於先前的各實施形式之 處。 , 第5圖所示的第三實施形式中，該承載結構3由2個 部份構成。第一部份36是與該基座套筒7相連接。第一部 份36設有導電軌，各導電軌配置在該部份上或該部份中（未 顯示），且由一種導熱性良好的材料（例如，銅、鋁、鋼或 鎳化的鋼）所構成。然而，第一部份亦可由導熱性良好的一 層-或多層金屬-陶瓷複合物所構成。這樣所具有的優點在 於，所需的導體結構已在該複合物本體之製程中施加於該 複合物本體中。該承載結構3之第二部份39在電性上和熱 性上是與第一部份3 6相連接。電性連接是與第一部份3 6 中延伸的導電軌有關。若第一部份36由導電材料所構成， 則該部份本身當然亦可導引一種電位。第一部份本身的導 電軌是與接觸旗73相連接。第二部份39主要是用作電路 載體且包含多晶片-發光二極體21。此外，亦可在第二部份 -1 3 - 200918812 39上配置一操作電路76或配置該操作電路的一部份’此 時其餘的操作電路可位於該基座套筒7中。依據待滿足的 光功能，第二部份3 9在一側上或二側上可分別設有至少一 多晶片-發光二極體2 1。另一方式是，第二部份亦可分別設 有一單一晶片-發光二極體。 第5圖中的實施形式另涉及一種具有光功能的H7-頭 燈。當然，此實施形式亦能以2種光功能來形成。這樣就 需設置該第二部份39之另一有功能的單元，或以較大的方 式來形成該第二部份，以便可容納二種光功能。 由於該承載結構3之第二部份39用作電路載體，但各 發光二極體所產生的熱亦可同時發送至第一部份36,則此 處較佳是使用一種電路載體技術，其中電路載體可良好地 導熱，其可以是一種由LTCC-陶瓷或陶瓷-金屬複合物（例 如，公司Curamik之DCB®)所構成的電路板。這樣所具有 的優點在於，該操作電路76之一些部份（例如，電阻或電 容器）可同樣地埋置於陶瓷中，且因此可有效率且省空間地 k 製成該操作電路76。然而，亦可使用其它技術，例如，可 使用一種具有聚醯亞胺或聚酯箔之金屬核心電路板作爲導 電軌載體。爲了有效率地將熱由第二部份39傳送至第一部 份3 6，則可在此二個部份之間設置一種導熱良好的複合物 ’其具有一種大的接觸面80。這樣可確保將各發光二極體 所需之良好的熱性可結合至該承載結構3之作爲冷卻體用 的第一部份3 6。 然而，爲了使機械穩定性提高’則該承載結構3之第 -14- 200918812 一部份36亦可具有機械穩定件，例如’捲邊、加厚區或角 撐°爲了使熱性和光學特性獲得改良，該承載結構3之第 —部份36和第二部份39較佳是具有一種散熱-和抗反射的 塗層。 箠四實_篇^式 第四實施形式不同於第三實施形式之處主要是，該承 載結構3由多於二個的部份所構成。其它都與先前的實施 形式相似。 第四實施形式的具有一種光功能的燈（例如，Η 7 -燈）顯 示在第6圖中。第四實施形式的具有二種光功能的燈（例如 ’ Η4_燈）顯示在第7圖中。本實施形式中，該承載結構3 劃分成多個功能部份，其中一些部份由導電材料所構成， 導電材料例如可爲銅、鋁、鋼或其它適當的材料。 具有一功能層的第一變形例顯示在第6圖中。該承載 結構3由第一部份36、第二部份39和第三部份37所構成 。第一部份和第三部份是由一種導電材料所製成。此二個 部份3 6，3 7因此不只用作載體結構和冷卻體，而且亦同時 作爲第二部份39 -和位於該承載結構3上的發光二極體用 的電流引，線。這樣所具有的優點在於：供電用的導電軌可 省略，且該操作電路和發光二極體的電性結合可很簡易且 穩健地形成。本實施形式中，承載結構3之第二部份39在 熱性上亦需良好地結合至第一部份3 6和第三部份3 7。於 是，須設有一種與大的接觸面8〇相連接的形式。 爲了使該承載結構3之互相隔開的第一部份（36)和第 200918812 三部份（3 7)達成機械上的穩定，須在此二個部份之間 黏接點8 2。黏接點由適當的黏接材料所構成，其將各 份在機械上固定地接合著且電性上保持相隔開。 第7圖顯示第四實施形式之類似於第一變形例之 變形例，其形成一種具有二種光功能的燈，其它構成 似於第一變形例。爲了可顯示二種光功能，則該承載 3之含有發光二極體之第二部份39須劃分成二種功能 391和392。第一功能單元391含有至少一個發光二極 多晶片-發光二極體23,其安裝在一個側面上。第二功 元3 9 2設有二個側面且在每一側面上含有至少一發光 體或一.,多晶片-發光二極體23。此二個功能單元可分別 一操作電路7 6。 爲了對第二功能單元3 92供應以電流，該承載結 須設有第四部份3 8，其配置在第一部份3 6和第三部{ 之間。爲了在機械上使該承載結構穩定，亦可在第一 3 6、第三部份3 7和第四部份3 8之間配置著黏接點8 2 可穩定該結構，但使各個部份在電性上互相隔開。 爲了達成進一步的機械穩定性，則該承載結構3 一和第三部份36，37可設有捲邊、材料加厚部或類似 造。第9a圖顯示設有捲邊的第四實施形式的切面圖。 和第三部份36, 37分別設有一種捲邊。此種措施可在 之垂直方向和水平方向中使擺動穩定性大大地提高， 可使冷卻表面和冷卻質量變大。 類似的結果亦可藉由適當的材料加厚部來達成， 設有 個部 第二 則類 結構 單元 體或 能單 二極 具有 構3 分37 部份 ，其 之第 的構 第一 該燈 且亦 如第 -16- 200918812 9b圖所示。藉由此種措施，則可使擺動穩定性提高，且使 冷卻質量、橫切面和表面變大。亦可使用其它不同的方式 使表面增大而獲得穩定性，例如，可使用肋條或各種不同 的輪廓。 在第9a, 9b圖中在多晶片-發光二極體21上顯示一透 鏡22’其用來使多晶片-發光二極體21之平面式發光面之 發射特性可與具有白熾燈絲的傳統式頭燈之發射特性相配 合。 爲了進一步使冷卻面提高，則該承載結構3之第一和 第三部份36’ 37亦可超過基座套筒7之“邊界”，如第8圖 之第四實施形式之第三變形例所示。於此，該承載結構3 之第三部份36’ 37分別具有其它的冷卻結構34。這些結 構亦可加肋條，加捲邊或以其它適當的方式來形成以使表 面擴大。其餘的構造類似於第一或第二變形例。 第9圖中顯示第五實施形式之側視圖，其作爲d 1或 D2的氣體放電燈之後視燈。以下所述的一些細節只能在第 1 〇圖之俯視圖中辨認出。燈5設置在傳統的D-燈座1 0上， 燈座10具有一參考環1’其施加在一基座套筒7上。此參 考環1由一種在三個側面上具有參考粒結13之環所構成， 各參考粒結13描繪出一種參考面11。該基座套筒7繞注 在該參考環1和正方形的基座外殼15上。一種終端軸襯 7 1由基座外殼1 5中突出’該終端軸襯7 1由一絕緣材料（例 如，塑料或陶瓷）所構成。三個接觸區73(未顯示）埋置於該 終端軸襯71中。一操作電路75安裝於該基座外殼15中。 200918812 一內基座17安裝於該基座套筒7中，一承載結構3安裝於 該內基座17之上側上。半導體光源配置在該承載結構3的 表面上。該承載結構3同時作爲半導體光源用的冷卻體且 由一種導熱材料，例如，鋁、銅、含鐵的合金或導熱的金 屬-陶瓷-複合物（例如，LTCC-陶瓷），所構成。半導體光源 較佳是以發光二極體來構成。半導體光源亦能以有機發光 二極體來構成。發光二極體較佳是以多晶片-發光二極體21 來形成，其在一列中具有多個發光二極體晶片25。因此， 一種亦稱爲發光二極體陣列的結構亦已爲人所知。該操作 電路75經由配置在該承載結構3上之導電軌（未顯示）而與 多晶片-發光二極體21相連接。該操作電路75是與接觸區 73 (未顯示）相連接以供應電壓。 爲了具有像傳統的D-燈所示的光學特性，則多晶片_ 發光二極體21之發光面的幾何形式須類似於相對應的放 電火花之幾何的投影面。即，多晶片-發光二極體21之發 光面的長度須等於相對應的火花之長度，且多晶片-發光二 極體21之發光面的寬度須等於相對應的放電火花之平均 直徑。 由於D -燈之放電火花入射至二種半空間中，則該承載 結構3須具有二個相面對的凹口 33(第9圖中只可看到一個 )。相面對的凹口 3 3以全等形及輪廓相同的方式而形成。 在該二個凹口 33之每一凹口中施加一個多晶片-發光二極 體21，其發光面因此在相反的方向中發光。於是，每一多 晶片-發光二極體21都發光至一種半空間中。若不使用多 -18- 200918812 晶片·發光二極體2 1，則亦可使用多個具有一晶片的發光二 極體或使用多個多晶片-發光二極體21，其每一發光二極體 具有較少的晶片。須設計此凹口 33之深度，使保留在該承 載結構3中的條片35具有一種厚度，且須測量此厚度，使 多晶片-發光二極體21之各發光面的距離等於放電火花之 平均直徑。。 該承載結構3藉由適當的方法（例如，焊接，夾緊或黏 合）而與基座10相連接。爲了節省重量和材料，該承載結 構3較佳是朝向該燈的尖端而逐漸變細。 爲了達成保護功能而不受外界所影響，則各多晶片-發光二極體2 1可設有一保護層。爲了調整該後視燈之使，用 者對一放電燈的感覺，則整個承載結構3亦可安裝在一種 由玻璃或塑料所構成的可透光的保護燈泡6中，該燈泡6 另外可保護整個結構使不受外界所影響。爲了使發光二極 體較佳地被冷卻，該燈泡6較佳是設有一種塡充氣體（例如 ，氮）。此塡充氣體之壓力較佳是大於5*104pa。若該塡充 氣體之壓力大於大氣壓，則燈泡6較佳是以確保不能斷裂 的方式來構成。 在製程中爲了調整光學特性，就像傳統的D-燈一樣， 該內基座1 7須針對該基座1 0來旋轉、傾斜且偏移。於是 ，可採用 D -燈之有效的製程和調整方法。若該內基座17 以該承載結構3和配置於該承載結構上的多晶片-發光二極 體21來針對該基座10而調整，則可在該基座10和該內基 座1 7之間形成一種連接。於是，可對該燈進行光學上的調 -19- 200918812 整。 第六眚施形式 第六實施形式不同於第五實施形式之處在於該承載結 構3之構造。以下只對不同處來說明。 第11圖所示的第六實施形式中，該承載結構由二個部 份構成。第一部份3 6是與基座套筒7相連接。第一部份 36設有導電軌’其配置在第一部份中或第一部份上（未顯示 )，且第一部份由導熱良好的材料（例如，銅、鋁、鋼或鎳 化的鋼）所構成。然而，第一部份亦可由單層-或多層金屬_ 陶瓷複合物所構成。這樣所具有的優點在於，所需的導體 結構已在該複合物本體之製程中施加於該複合物本體中。 該承載結構3之第二部份3 9在電性上和熱性上是與第—部 份3 6相連接。電性連接是與第一部份3 6中延伸的導電軌 有關。若第一部份3 6由導電材料所構成，則該部份本身當 然亦可導引一種電位。第一部份的導電軌及/或第一部份本 身是與該操作電路75相連接。第二部份39主要是用作電 路載體且包含多晶片-發光二極體21。此外，亦可在第二部 份39上配置該操作電路76或配置該操作電路的一部份， 此時其餘的操作電路可位於該基座外殼15中。第二部份 39在二側上可分別設有至少一多晶片-發光二極體21。另 一方式是，第二部份亦可設有至少一單晶片-發光二極體。 由於第二部份39用作電路載體，但各發光二極體所產 生的熱亦應同時發送至第一部份3 6，則此處較佳是使用一 種電路載體技術，其中電路載體可良好地導熱，其可以是 -20 - 200918812 —種由LTCC -陶瓷或陶瓷-金屬複合物（例如，公司Curamik 之DCB®)所構成的電路板。這樣所具有的優點在於’該操 作電路76之一些部份（例如，電阻或電容器）可同樣地埋置 於陶瓷中，且因此可有效率且省空間地製成該操作電路76 。然而，亦可使用其它技術，例如’可使用一種具有聚醯 亞胺或聚酯箔之金屬核心電路板作爲導電軌載體。爲了有 效率地將熱由第二部份3 9傳送至第一部份3 6，則可在此 二個部份之間設置一種導熱良好的複合物，其具有一種大 的接觸面80。這樣可確保將各發光二極體所需之良好的熱 性可結合至該承載結構3之作爲冷卻體用的第一部份36。 爲了使機械穩定性提高，則該承載結構3之第一部份 36亦可具有機械穩定件，例如，捲邊、加厚區或角撐。爲 了使熱性和光學特性獲得改良，該承載結構3之第一部份 36和第二部份39較佳是具有一種散熱-和抗反射的塗層。 笛七實施形式 第七實施形式不同於第六實施形式之處主要在於，該 承載結構3由多於二個的部份所構成。其它都與先前的實 施形式類似。 第七實施形式的燈顯示在第12圖中。本實施形式中， 該承載結構3劃分成多個功能部份，其中一些部份由導熱-和導電材料，例如，銅、鋁、鋼或其它適當的材料，所構 成。該承載結構3由第一部份36、第二部份39和第三部 份37所構成。第一部份和第三部份由是由一種導電材料所 製成。此二個部份36，37因此不只用作載體結構和冷卻體 -21 - 200918812 ’而且亦同時作爲第二部份3 9-和位於該承載結構3上的發 光二極體用的電流引線。這樣所具有的顯著優點在於：供 電用的導電軌可省略’且該操作電路和發光二極體的電性 結合可很簡易且穩健地形成。本實施形式中，承載結構3 之第一部份39在熱性上亦需良好地結合至第—部份36和 第三部份37。於是’須設有一種與大的接觸面8〇相連接 的形式。 爲了使該承載結構3之互相隔開的第一部份（3 6)和第 三部份（3 7 )達成機械上的穩定，須在此二個部份之間設有 黏接點82。各黏接點由適當的黏接材料所構成，其將各個 部份在機械上固定地接合著且電性上保持相隔開。 爲了達成進一步的機械穩定性，則該承載結構3之第 一和第三部份3 6，3 7可設有捲邊、材料加厚部或類似的構 造。第15a圖顯示設有捲邊的第八實施形式的切面圖。該 承載結構3之第一和第三部份3 6，3 7分別設有一種捲邊。 此種措施可在該燈之垂直方向和水平方向中使擺動穩定性 大大地提高，且亦可使冷卻表面和冷卻質量變大。 類似的結果亦可藉由適當的材料加厚部來達成，如第 1 5 b圖所示。藉由此種措施，則可使擺動穩定性提高，且 使冷卻質量、橫切面和表面變大。亦可使用其它不同的方 式使表面增大而獲得穩定性，例如，可使用肋條或各種不 同的輪廟。 在第15a，15b圖中在多晶片-發光二極體21上顯示一 透鏡22，其用來使多晶片-發光二極體21之平面式發光面 -22 - 200918812 之發射特性可與傳統放電燈之發射特性相配合° 爲了進一步使冷卻面增大，則該承載結構3之第一和 第三部份36，37可超過基座套筒7之“邊界” ’如第13圖 之第八實施形式之第三變形例所示。於此，該承載結構3 之第一和第三部份3 6 ’ 3 7分別具有其它的冷卻結構3 4。 這些結構亦可加肋條’加捲邊或以其它適當的方式來形成 以使表面擴大且獲致穩固。其餘的構造類似於第一或第二 變形例。 第16圖顯示該承載結構3之第二部份39之不同的構 造形式。第一種形式如第16a圖所示’該承載結構3之第 二部份3 9由單件所構成且物件配置在二側上。此處可清楚 看出的是，多晶片-發光二極體21配置在上側和下側上。 例如，可使用金屬核心電路板、由GFK_塑料構成的古典式 電路板或以LTCC -構造方式構成的陶瓷結構來作爲材料。 重要的是此材料的一種良好的導熱性’以便繼續使多晶片-發光二極體所產生的熱良好地傳導至該承載結構3之其它 的部份結構。 爲了使裝配過程簡化’則該承載結構3之第二部份3 9 亦可由二個相接合的側面3 93和3 94所構成，如第16b圖 所示。這樣所具有的優點在於’只須在單側上對第一側面 393和第二側面394進行裝配，且只有在裝配和藉由適當 的方法來測試之後才予以接合。 爲了可藉由具有較厚的半導體光源之後視燈來取代氣 體放電燈，則可使用如第16c圖所示的配置’其同樣由二 -23- 200918812 個側面構成，此二個側面在裝配之後相接合。多晶片-二極體之發光面當然不是針對二個接合的側面3 93和 之外表面來顯示而是針對內表面來顯示，其中各側面 另一側面之相對應的缺口而延伸且由於此種在另一側 的缺口而使光發出。這樣所具有的優點在於，此二個 的發光面之距離只大約等於多晶片-發光二極體21之 的二倍。 第14圖顯示第九實施形式之切面圖，其基座中具 個熱性互相隔開的冷卻體341，342，其中一個冷卻體 給該操作電路75，另一個分配給多晶片-發光二極體 本實施形式以下述認知爲主，即，該操作電路75和多 -發光二極體21將造成不同的溫度位準且在唯一的共 冷卻體上以不利的方式而互相影響。由於此一原因， 第五實施形式中該操作電路75具有一特定的第一冷 341，其形成基座外殻的一部份。基座外殼的另一部份 由第二冷卻體342來形成且在熱性上是與該承載結構 連接。此二個形成冷卻體之基座半部341，3 42在熱性 由一隔離層（3 4 3 )而互相隔開。因此，該操作電路75 晶片-發光二極體21可分別以其溫度位準來操作而不 熱性上互相影響。 操作電路 第17圖顯示本發明之操作電路100之方塊圖，此 電路100對第五至第九實施形式之一是需要的。此電 與其在終端軸襯71中的接觸區73上的能量有關。該 發光 394 經由 面上 側面 厚度 有二 分配 21 ° 晶片 用之 則在 卻體 同樣 3相 上藉 和多 會在 操作 路是 終端 -24 - 200918812 軸襯71是依據D2或D4放電燈之基座來形成。爲了保護 該電路使不受氣體放電燈之原始操作裝置之高壓脈波的影 響，則須設有一種散熱的過電壓保護101。在該過電壓保 護之後配置著一種電磁相容（EMV)-濾波器102，以遵守適 當的汽車規約。由於原來所設置的氣體放電燈是以交流電 流來操作，則須設有一種全波整流器1 0 3。該全波整流器 之後配置一種電壓中間電路104，其具有散熱用的單方向 之電壓限制裝置。電壓限制例如可藉由齊納（Zener)二極體 、變阻器或電晶體T1並聯於一中間電路電容器CZK來達成 。電晶體T 1可以線性方式來操作或以開關方式來操作。較 佳是有一電阻R2串聯至電晶體T 1。該中間電路之電壓限, 制於該燈的額定電壓處。須進行調整，以設定一種定値的 中間電路電壓。就該電壓中間電路104之製作而言，有二 種選擇方式，其將在稍後再說明。 在該電壓中間電路1 04之後配置一低通直流電壓轉換 器105。此直流電壓轉換器105特別是一種抗流圏-向下轉 換器，其操作成電流源。直流電壓轉換器105具有一種調 整器，其使發光二極體電流保持固定。在發光二極體的溫 度較高時，發光二極體電流下降（所謂去調（derating)·電路） 。在熱性良好地接合時，用於過溫保護的溫度感測器亦可 用在串聯電路中，或反之亦然，去調用的感測器可用來保 護上述的電路。 第18圖顯示電壓中間電路104之第一實施形式。此電 壓中間電路104具有上述之電晶體T1，其將該中間電路電 -25 - 200918812 壓保持在一固定之値。於是，電壓中間電路104可由一種 具有二個齊納二極體D1和D2之可切換的配置來控制。一 開關S在該二個二極體之間切換，使該中間電路電壓可選 擇地連接至一種無水銀-或含有水銀之氣體放電燈。藉由上 述措施，則該電路可模擬上述二種電燈型式之一。該開關 可安裝在燈座之下側上以作爲一種小的DIP-開關或壓力開 關。 第1 9圖之電路配置不只模擬一正常操作時放電燈的 點燃電壓，而且亦模擬一種冷狀態的氣體放電燈在上升期 間的點燃電壓。爲了此一目的，一電容器C1藉由一電阻 R6和二極體D 3所形成的電壓源而緩慢地，充電。由於充電 期間電壓的變化，則電流經由R4和R5所形成的電阻網路 而流至電晶體T3 4中，電晶體T3 4因此接通且同樣經由電 阻R3而使電晶體T2接通。這樣可使齊納二極體D11無效 。施加在MOS-FETs T1之汲極上的電壓（汲極-源極-電壓） 因此大約等於二極體D12之齊納電壓，只要MOS-FETs之 門限（threshold)電壓被忽略時即成位。因此，中間電路電 壓在此時調整至二極體D12之齊納電壓。此電壓在擊穿之 後短暫地模擬一種冷狀態之氣體放電燈之燈電壓。電容器 C1充電越多’則流至其基極端中的電流越小。結果，電晶 體T2通常更成爲關閉狀態。於是，MOS-FETs T1之汲極 上的電壓上升，這樣可使中間電路電壓上升。若該電容器 C 1完全充電’則電流不再流動，且電晶體τ 3 4和T 2關閉 。此時，MOS-FETs T1之汲極上存在一種電壓，其大約等 -26 - 200918812 於二個齊納二極體Dll和D12之相加後的電壓。於是，該 中間電路電壓開始在一種大約等於二極體D 1 2之齊納電壓 的電壓中緩慢地在一預定的時間中上升且在大約等於二個 齊納二極體D11和D12之相加後的電壓的電壓中終止。須 調整此電壓，使其等於待模擬的氣體放電燈之公稱電壓。 第20圖之電路配置是第19圖之電路配置的一種變形 例。因此，只描述不同於第19圖之處。第20圖之電路配 置相對於第18，19圖者有二種優點。第20圖之電路配置 ' 可切換，以便模擬一種無水銀-或含有水銀的放電燈。此電 路依據上述的方式來模擬一種冷狀態的氣體放電燈之上升 。此處，第1 9圖的電路配.，置設有第1 8圖之開關S，且在 該中間電路電壓和該電晶體T 1的閘極之間串聯四個齊納 二極體。該開關可使四個齊納二極體短路，以便產生適當 的電壓値。因此，須同時考慮該含有水銀-和無水銀之氣體 放電燈之不同的冷起始特性。含有水銀之氣體放電燈（D1-燈）具有一種大約20伏（V)之最小的冷起始電壓，其隨後上 、 升至8 5伏的點燃電壓。無水銀之氣體放電燈（D 3 -燈）具有 —種大約25伏（V)之最小的冷起始電壓，其隨後上升至45 伏。基於此種考慮，最下方的二極體D12具有一種20伏 的齊納電壓値，上方的二極體D13具有5伏的値，隨後的 二極體D11具有45伏之値，最上方的二極體D14具有20 伏的値。電晶體T 1之門限電壓在此種考慮中可忽略。 爲了模擬該含有水銀的氣體放電燈’須調整該開關S ，使該開關跨接該二極體D13。因此’冷起始電壓位於20 -27 - 200918812 伏處，且該電晶體跨接二個二極體D 1 1和D 1 4，其總共產 生6 5伏的電壓。在共振狀態下公稱的點燃電壓因此調整成 85伏。 爲了模擬該無水銀的氣體放電燈，須調整該開關S， 使該開關跨接二極體D11。於是，冷起始電壓位於二極體 D12和D13之二個齊納電壓之和（sum)之處，此時是25伏 ，且該電晶體跨接該二極體D 1 4，其在20伏時發生齊納現 象。二極體D11由該開關S跨接著且因此無作用。在共振 ： 狀態下公稱的點燃電壓因此調整成45伏。 【圖式簡單說明】 第1圖，本發明的頭燈之第一實施形式的側視圖。 第2圖 本發明的頭燈之第一實施形式的俯視圖。 第3圖 本發明的頭燈之第二實施形式的側視圖。 第4圖 本發明的頭燈之第二實施形式的俯視圖。 第5圖 本發明的頭燈之第三實施形式的側視圖。 第6圖 本發明的具有一種光功能之頭燈之第四實施 L 形式的側視圖。 第7圖 本發明的具有二種光功能之頭燈之第四實施 形式的側視圖。 第8圖 本發明之頭燈之第四實施形式的側視圖，其 具有另一冷卻用的部份結構3 4。 第9圖 本發明的頭燈之第五實施形式的側視圖。 第1 0圖 本發明的頭燈之第五實施形式的俯視圖。 第1 1圖 本發明的頭燈之第六實施形式的側視圖。 -28 - 200918812 第1 2圖 本發明的頭燈之第七實施形式的側視圖。 第1 3圖 本發明之頭燈之第八實施形式的側視圖，其 具有另一冷卻用的部份結構34。 第14圖 本發明之頭燈之第九實施形式的切面圖，其 基座中具有二個熱性互相隔離的冷卻體，其中一冷卻體配 屬於一操作電路，且另一冷卻體配屬於半導體光源。 第1 5 a圖 本發明之頭燈之第八實施形式的變形例的 切面圖，其具有捲邊以使穩定性和冷卻面增大。 ' 第1 5 b圖 本發明之頭燈之第八實施形式的變形例的 切面圖，其具有較大的材料厚度以使穩定性和冷卻面增大 〇 第16a圖 在一單一部份的變形例中結構3之第二部 份之切面圖。 第1 6b圖 在一種二個部份的變形例中結構3之第二 部份之切面圖。 第1 6c圖 在具有凹口之一種二個部份的變形例中結 i 構3之第二部份之切面圖。 第1 7圖 本發明之操作電路的方塊圖。 第18圖 第一電壓中間電路之電路圖，其可在無水銀 之氣體放電燈之操作電壓和含有水銀之氣體放電燈之操作 電壓之間切換。 第19圖 第二可切換的電壓中間電路之電路圖，其模 擬一氣體放電燈之上升。 第20圖 第二可切換的電壓中間電路之一變形例，其 -29- 200918812 模擬一氣體放電燈之上升且可在無水銀之氣體放電燈之操 作電壓和含有水銀之氣體放電燈之操作電壓之間切換。 【主要元件符號說明】 1 參 考 環 3 承 載 結 構 5 頭 燈 6 保 護 燈 泡 7 基 座 套 筒 10 基 座 11 參 考 面 13 參 考 板 /粒 結 15 參 考 板 /基 座 .外殼 17 內 基 座 2 1 多 晶 片 -發 光 :二極體（二側配置） 22 多 晶 片 -發 光 :二極體用的透鏡 23 多 晶 片 -發 光 :二極體（只單側配置） 25 發 光 二 極體 晶片 3 1 凹 口 (單側 ) 33 凹 □ (二側 ) 34 冷 卻 結 構 3 5 條 片 36 承 載 結 構 3 之第一部份 37 承 載 結 構 3 之第三部份 39 承 載 結 構 3 之第二部份 -30- 基座石塊/終端軸襯 接觸旗/接觸區 基座中的操作電路 承載結構上的操作電路 熱性及電性接觸面 黏接點 操作電路 散熱的過電壓保護 電磁相容-濾波器 全波整流器 電壓中間電路 低通之直流電壓轉換器 形成基座外殻之第一冷卻體 形成基座外殼之第二冷卻體 熱絕緣層 承載結構3之第二部份3 9之第一功能單元 承載結構3之第二部份3 9之第二功能單元 承載結構3之第二部份3 9之第一側面 承載結.構3之第二部份3 9之第二側面 -31-

Claims (1)

1. 200918812 十、申請專利範圍： 1.一種具有基座（10)和發光量之頭燈，該發光量藉由國際規 約針對至該基座的一參考面（1 1)的距離和位置來預設，其 特徵爲，該發光量藉由一個或多個半導體光源（21)來達成 〇 2 .如申請專利範圍第1項之頭燈，其中在該頭燈之基座（1 〇) 中配置一操作電路（7 5)或配置該操作電路的一部份，以便 操作一個或多個半導體光源（21)。 3.如申請專利範圍第2項之頭燈，其中一個或多個半導體 光源（21)配置在一承載結構（3)上，該承載結構（3)具有一 第一平面側和一與第一平面側平行的第二平面側。 4 .如申請專利範圍第3項之頭燈，其中至少一個半導體光 源（2 1)位在第一平面側上，且至少一個半導體光源（21)以 全等形的形式重疊地設在第二平面側上，且該承載結構 (3)在全等形的重疊之半導體光源之區域中在第一和第二 平面側之間具有一條片（3 5)，須測量該條片的厚度，使半 導體光源（2 1)之各發光面之間具有一距離，其等於該規約 中所描述的放電火花或白熾燈絲之一種在該規約中所確 定的平均直徑。 5.如申請專利範圍第3項之頭燈，其中在該承載結構（3)之 二個平面側上分別配置一個或多個半導體光源（2 1 )’至少 一個半導體光源（21)定位在第一平面側上，且至少一個半 導體光源（2 1 )交替地定位在第二平面側上或至少一部份 相覆蓋而相面對地定位著。 -32 - 200918812 6·如申請專利範圍第2至5項中任一項之頭燈，其中該承 載結構（3)同時形成冷卻體且由一種導熱良好的材料所構 成’其中該承載結構（3)由至少一第一部份和一第二部份 所構成’第一部份（36)同時形成冷卻體，第二部份（39)形 成半導體光源用的載體且由導熱良好的材料所構成。 7.如申請專利範圍第6項之頭燈，其中該承載結構（3)由多 於二個的部份所構成，其中—些部份（36，37，38)由導電 材料所構成且同時形成電流引線，其中第二部份（3 9)可一 部份或完全具有一操作電路（76)。 8 .如申請專利範圍第2至7項中任一項之頭燈，其中該承 載結構（3)朝向燈的尖端而,,逐漸變細及/或具有一側向突 出的冷卻結構（34)，及/或該承載結構（3)具有一散熱-及/ 或抗反射的塗層。 9 ·如申請專利範圍第2至8項中任一項之頭燈，其中該操 作電路（75)在熱性上是與第一冷卻體（341)相連接，第一 冷卻體形成基座外殼的第一部份，且該承載結構（3)在熱 性上是與第二冷卻體（3 42)相連接，第二冷卻體形成基座 外殼的第二部份，其中第一冷卻體（341)和第二冷卻體 (3 4 2 )在熱性上互相隔開。 1 0 _如申請專利範圍第1至9項中任一項之頭燈，其中半導 體光源具有一透鏡，其使半導體光源（21)之光發射特性改 變，使此光發射特性對應於該規約中所要求的發射特性 〇 11.如申請專利範圍第1至1 0項中任一項之頭燈，其中半導 -33 - 200918812 體光源是發光二極體或多晶片-發光二極體或有機發光 二極體。 I2·如申請專利範圍第1至π項中任一項之頭燈，其中半導 體光源上塗佈著一種保護層。 1 3 ·如申請專利範圍第2至1 2項中任一項之頭燈，其中半導 體光源（21)由一保護燈泡（6)所包圍著，其中該保護燈泡 的材料是可透光的塑料或玻璃，且該保護燈泡中以一種 氣體來塡入。 •種如申請專利範圍第1至丨3項中任一項所述之頭燈（5) 的應 pg ‘、’〃、 來取代一種形成氣體放電燈或白熾燈的頭 @頭燈,於〜锺用來容納該白熾燈或氣體放電燈的 前燈中。

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