CN1982775A - 用于车灯总成的发光二极管单元 - Google Patents

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Abstract

用于车灯总成的LED单元。该LED单元包括壳体，一个或多个LED，光管和光学结构。该壳体包覆LED并具有从那里延伸的光管。该光管的大小小到足以延伸通过形成于车灯总成的基部上的孔。该光管安装在光学结构上。该车灯总成通过光管和光学结构以远离壳体的单一方向传输光。该光学结构以远离壳体的多个方向散射光。

Description

用于车灯总成的发光二极管单元
技术领域
本发明一般涉及车辆，尤其涉及用于车灯总成的发光二极管单元。
背景技术
汽车制造商出于对发光二极管(LEDs)的效能、耐久性、长寿命，还有紧凑型封装以及相关的设计上的有利因素的考虑，正在研究将发光二极管用于车灯系统。发光二极管是将电能直接转化为预定色光的固态半导体。
LED典型地比白炽灯泡和氖灯这样的传统光源消耗更少的电力，更有效率。例如，典型的LED仅消耗1瓦特，而白炽灯泡要消耗25瓦特，氖灯要消耗116瓦特。
而且，LED典型地提供显著的抗冲振能力，因此可以提供10,000小时的寿命。可以理解，这些好处能够降低保修成本。
此外，LED为无汞构造，其为照明应用提供了环境上的可靠解决方案。LED也减少了相向临近的驾驶员在保持实质上的高流明输出时的眩目感。LED也能提供比HID/氙源更白的光，显色指数(CRI)为80，而HID/氙源提供的显色指数(CRI)为65。至少由于这些原因，LED能比其它光源提供更调和的光。
已有的LED系统具有一组封装在一个阵列内的LED，其根据预设的车灯确定大小和形状。由于这方面原因，LED定制的结构不能普遍地安装到各种车辆中，其典型地具有不同形状和大小的车灯总成。因此，各阵列只能在较小的规模基础上以高成本进行生产。
另一方面，可以理解，传统白炽灯为独立的统一光源，易于安装到各种车灯总成内。由于这个原因，白炽灯已经以相当大的规模基础并因此以通常较低的成本进行生产。
典型的车灯装配包括光源、后部反光面和盖体。后部反光面典型地改变光的方向，使其以预定的方向和/或散射方式从车辆穿过盖体射出。对于盖体清晰显现的区域，能从车辆的外部看到反光面。这样，反光面就有点限制了车灯总成设计的变化。
因此有必要提供一个用于车灯总成的，能够改善车辆设计并且还能普遍地安装到各种车灯总成上的LED单元。
发明内容
本发明提供了一种用于车灯总成的LED单元。该LED单元包括壳体、一个或多个LED、光管和光学结构。该壳体包覆LED并具有从那里延伸的光管。该光管的大小小到足以延伸通过形成在车灯总成的基部上的孔。该光管安装在光学结构上。这些LED通过光管和光学结构以远离壳体的单一方向传输光。该光学结构以远离壳体的多个方向散射光。
本发明的一个优点是所提供的车灯总成具有标准化构造，可用于各种车灯总成中并因此提供了规模经济性。
本发明的另一个优点是所提供的用于车灯总成的LED单元能够以实质上的低成本容易地维修和/或替换。
本发明的再一个优点是所提供的用于车灯总成的LED单元改善了车辆的样式和品牌识别性。
本发明的再一个优点是所提供的用于车灯总成的LED单元消耗了实质上少量的能量。
本发明的再一个优点是所提供的用于车灯总成的LED单元能够为提高发动机室、储物室、乘客室和其它车辆结构的利用空间而进行有效地封装。
本发明的再一个优点是所提供的用于车灯总成的LED在相当长的时期内维持了实质上高流明的输出。
本发明的实施例的再一个优点是所提供的用于车辆距离传感系统的LED单元可以探测附近目标的距离并改善了车辆设计。
在考虑到下面详细说明和权利要求并参照附图的情况下，本发明的其它优点将变得显而易见。
附图说明
为了更完整地理解本发明，现在应该参照在附图中进行了更详细的说明并在下面通过本发明的实例进行说明的实施例。
图1是依照本发明的优良实施例的，具有带4个发光二极管(LED)单元的两个车灯总成的车辆后视图；
图2是图1中所示的车灯总成沿2-2线的剖面图；
图3是图1所示的车灯总成的立体图；以及
图4是依照本发明的另一实施例的车灯总成的立体图；
图5是图2中所示的LED单元的后视图；
图6是依照本发明的另一实施例的LED单元的后视图；
图7是依照本发明的另一实施例的，在图1中所示的车灯总成的剖面图；
图8是依照本发明的另一实施例的，具有带扁电池的LED单元的车灯总成的剖面图；以及
图9是依照本发明的另一实施例的，用于具有车灯总成的车辆的倒车传感装置的示意图。
具体实施方式
附图中，相同的标记数字指代各图中相同的组件。
本发明特别适用于外部后车灯总成的LED单元。关于这一点，这里说明的实施例在上下文允许的情况下使用了结构特征。然而，可以预想到各种其它实施例可以具有上述特征的不同组合，可以具有除了那些特征之外的附加特征，或者甚至缺少那些特征的一个或多个。
参照图1，其为具有两个车灯总成12的车辆10的后视图，每一车灯总成具有一对发光二极管单元14(“LED单元”)。
参看图2，每一个车灯总成12包括基部16、清晰透镜盖18、两者之间的灯腔20以及一个或多个LED单元14。每一个LED单元14从基部16上各自的孔22延伸并进入灯腔20。如下面所详述的，LED单元14引导光从基部16以单一方向通过清晰透镜盖18。这样，车灯总成12就不再需要传统的后部反光面，其改变光向使光从车辆10射出。而且，从车辆10的外部透过清晰透镜盖18可以看到基部16和灯腔20。另外，如下面所详述的，应该认识到车灯总成12有益于改善车辆的样式和品牌识别性。
在图3所示的实施例中，基部16是与后车体板24一体化的一部分，后车体板还包括直接连接基部16的外围板部26。基部16和外围板部26具有同样的颜色，提供了流线型的或其它产生审美愉悦的车辆外观。而且，在该实施例中，基部16具有带纹理的表面28和/或用于进一步改善车辆外观的预定样式。
然而，可以预想到基部16能够具有各种其它合适的表面纹理、式样、颜色或其它合适的设计。例如，外围板部26可以具有第一预定色，而基部16可以具第二预定色。也应该认识到基部16除了作为板24一体化的一部分，也可以替代为与后车体板24独立的组件。
参照图4的另一实施例，基部16具有阶梯状构造30，其具有用于加强车灯总成12的深度和轮廓的一系列凸起32。
可以预想到，，不再需要后反光面的车灯总成12还能提供除图3和4所示的实施例之外的大量的车灯设计构造。
回来参照图2，LED单元14包含壳体34、一个或多个发光二极管36(LED)、光管38以及光学结构40，该光学结构可以是清晰的、有色的、半透明的、透明的，或其任意合适的组合。LED单元14是独立的单一光源，其适于用在具有各种形状和大小的各种车灯总成12中。因此，LED单元14同样能够根据需要容易地进行替换，而不需要替换整个LED阵列。这样，LED单元14提供了传统的LED阵列所不能提供的规模经济。详细而言，如以上所述，典型地，传统的LED阵列仅能封装在用于容纳那些阵列而预设的车灯总成构造内。
在该实施例中，壳体34包括塑料容器42和散热器44。塑料容器42有一个平坦的圆盘构造46，散热器44直接从那里延伸。散热器44由金属构成并有一系列的鳍片48通过传导作用往空气中散热。
塑料容器42容纳了具有一个或多个LED36的电路板50。在该实施例中，电路板50具有8个都产生红光的LED36。然而，电路板50能替代为具有多于或少于8个的产生白光、彩色光或根据所需的任意组合的LED。
塑料容器42还包括具有内表面54和外表面56的插座部52。插座部52的内表面54具有能容纳光管38的足够小的大小，而外表面56为延伸通过基部16上的孔22进入灯腔20而设定大小。光管38在灯腔20内安装到光学结构40上。光管38具有延伸通过清晰透镜盖18的纵向轴线58。另外，如以下详述，光学结构40用于使光散射通过清晰透镜盖18而设置。这样，车灯总成14以单一方向从壳体34传输光，然后依次通过光管38、光学结构40和清晰透镜盖18。也即，车灯总成14使光沿着和/或平行于纵向轴线58射出。
光学结构40从光管38延伸并为了以预定模式散射光而成型。例如，在该实施例中，光学结构40具有实质圆形的光纤光学构造60(如图5中的最佳表示)，其具有一系列以光管38为中心向外延伸的有角度的脊状体62(如图2中的最佳表示)。这样，光学结构40使得光以一系列同心圆的模式散射。
参照图6所示的另一实施例，光学结构40’包括具有实质圆形的光纤光学臂状体64’，其具有多个从光管38横向向外延伸的有角度的脊状体62’。这样，光学结构40’使得光以两排水平栅条66a、66b的模式散射。
可以预想到光学结构40能够具有多种其它合适构造或形状，用于以各种所需模式散射光。这样，也可以预想到光学结构40能够根据整个LED阵列的需要进行设置。因此，LED单元具有一个能用于各种车灯总成的实质上紧凑的构造。
现在参照图7所示的实施例，可以预想到光学结构40”不是光管38上的附加装置，而是清晰透镜盖18的一体化的一部分。
现在参看图8中所示的实施例，LED单元14’通过一个或多个扁电池67a，67b供电。在该实施例中，壳体34上省略了散热器44，从而将热传到flat电池67a，而不是通过传导作用散热。所属技术领域的技术人员将会理解扁电池67a，67b接受了热量就会充电。第一扁电池67a直接安装到LED单元14’的壳体34’上。这样，LED单元14’产生的热用来为扁电池67a充电。第二扁电池67b安装到车灯总成12的基部16上。然而，值得提及的是，扁电池可以改为安装在车体结构的其它合适外部位置，用于接收周围环境的热量，例如太阳辐射。
在该实施例中，第一扁电池66a还可以安装到车辆刹车装置70上，用于接收从那里产生的额外热量并再生为电力供给。可以预想到LED单元14能接收来自多于或少于两个扁电池67a，67b的电力，这些扁电池从合适的热源组合中接收热量。
现在参照图9所示的实施例，表示了依照本发明的另一实施例的具有LED单元14”的车辆的距离传感系统72。在该实施例中，系统72包括发射器74、接收器76和控制器78。发射器74与LED单元14”的光管38”是一体的，而接收器76与车辆10的另一个合适的部位是一体的。例如，接收器76可以与另一个LED单元的光管成为一体。
操作中，发射器74发送信号到附近的目标，其改变信号方向将其传到接收器76。控制器78然后处理这些信号以确定车辆和目标间的距离。
本发明的详细实施例已经得到表示和说明，应该理解，本发明当然不局限于此，因为所属技术领域的技术人员可以进行改进，尤其是在借鉴前述说明的情况下。因此，本发明仅受限于各项权利要求。

Claims (20)

1.一种车灯总成，其特征是包括：
安装到车辆上的基部；
覆盖于上述基部的清晰透镜盖；
上述基部和上述清晰透镜盖之间的灯腔；
延伸通过上述基部并进入上述灯腔的LED单元；
上述车灯总成引导光从上述LED单元以单一方向通过清晰透镜盖；
通过上述清晰透镜盖能够看到上述基部和上述灯腔。
2.根据权利要求1所述的车灯总成，其特征是上述基部具有通过上述清晰透镜盖可见的纹理表面和阶梯构造中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的车灯总成，其特征是上述基部是均色车体板的一体化的一部分。
4.根据权利要求1所述的车灯总成，其特征是上述基部具有第一预定色且为车体板的一体化的一部分，上述车体板还包括与上述基部连接的外围部并具有第二预定色。
5.根据权利要求1所述的车灯总成，其特征是上述基部界定了多个孔，孔的大小使得多个上述LED单元得以从中延伸通过。
6.根据权利要求1所述的车灯总成，其特征是上述LED单元包括：
壳体；
至少一个在上述壳体内的发光二级管；
从上述壳体延伸的光管，其大小小到足以延伸通过上述基部上的上述孔；以及
安装到上述光管上的光学结构；
上述光学结构从上述至少一个发光二极管接收光，并通过上述清晰透镜盖散射光。
7.根据权利要求6所述的车灯总成，其特征是上述光学结构包括以预定构造设置的多个臂状部件。
8.根据权利要求6所述的车灯总成，其特征是上述光学结构为圆形结构。
9.根据权利要求6所述的车灯总成，其特征是上述光管具有延伸通过上述清晰透镜盖的纵向轴线并引导光沿着上述纵向轴线射出。
10.根据权利要求6所述的车灯总成，其特征是还包括：
具有安装到其上面的上述至少一个发光二极管的电路板；
上述壳体包括塑料容器和散热器；
上述塑料容器具有平坦的圆盘构造，上述电路板在其中；
上述散热器安装到上述容器上并具有多个鳍片。
11.根据权利要求10所述的车灯总成，其特征是上述塑料容器具有容纳上述光管的插座部和延伸通过上述基部上的上述孔的外表面。
12.根据权利要求1所述的车灯总成，其特征是上述清晰透镜盖具有用于散射光的光学结构。
13.一种车灯总成，其特征是包括：
安装到车辆上的基部；
覆盖于上述基部并在两者之间界定灯腔的清晰透镜盖；
至少一个安装到上述基部的LED单元；
上述车灯总成引导光从上述至少一个LED单元以单一方向通过清晰透镜盖；
通过上述清晰透镜盖能够看到上述基部和上述灯腔；
上述LED单元通过在上述车辆上储存能量的扁电池提供动力。
14.根据权利要求13所述的车灯总成，其特征是上述扁电池安装到车辆刹车装置、上述LED单元以及上述车辆中预定的热源中的至少一个上，用于接收从那里产生的热量。
15.一种车辆，其特征是包括：
权利要求13所述的上述车灯总成；以及
在其上面安装有用于接收周围环境热量的上述扁电池的外部车体结构。
16.根据权利要求15所述的车辆，其特征是上述外部车体结构包括位于上述灯腔内，用于接收周围环境热量的外部车体结构。
17.一种用于车辆的距离传感系统，其特征是包括：
从上述车辆发射信号的发射器；
接收返回上述车辆的上述信号的接收器；
安装到上述发射器和上述接收器上，用于处理上述信号并确定留予上述车辆的净空间的控制器；以及
上述发射器和上述接收器中的至少一个包括权利要求1所述的上述车灯总成的一体化的一部分。
18.根据权利要求17所述的距离传感系统，其特征是上述LED单元包括：
壳体；
至少一个在上述壳体内的发光二级管；
从上述壳体延伸通过上述基部上的上述孔并进入上述灯腔的光管；
上述光管从上述至少一个发光二极引导光进入上述灯腔；以及
位于上述光管中的上述发射器和上述接收器中的至少一个。
19.用于车灯总成的LED单元，包括：
壳体；
至少一个在上述壳体内的发光二级管；
从上述壳体延伸的光管，其大小窄到足以延伸通过形成于上述车灯总成的上述基部上的孔；以及
安装到上述光管上的光学结构；
上述光学结构从上述至少一个发光二极管接收光，并以单向远离上述壳体的多个方向散射光。
20.根据权利要求19所述的LED单元，其特征是上述壳体界定了内部带有光管的插座，并且上述插座的大小窄到足以延伸通过上述基部上的上述孔。
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