專利名稱：用于車燈總成的發光二極管單元的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及車輛，尤其涉及用于車燈總成的發光二極管單元。
背景技術：
汽車制造商出于對發光二極管(LEDs)的效能、耐久性、長壽命，還有緊湊型封裝以及相關的設計上的有利因素的考慮，正在研究將發光二極管用于車燈系統。發光二極管是將電能直接轉化為預定色光的固態半導體。
LED典型地比白熾燈泡和氖燈這樣的傳統光源消耗更少的電力，更有效率。例如，典型的LED僅消耗1瓦特，而白熾燈泡要消耗25瓦特，氖燈要消耗116瓦特。
而且，LED典型地提供顯著的抗沖振能力，因此可以提供10,000小時的壽命。可以理解，這些好處能夠降低保修成本。
此外，LED為無汞構造，其為照明應用提供了環境上的可靠解決方案。LED也減少了相向臨近的駕駛員在保持實質上的高流明輸出時的眩目感。LED也能提供比HID/氙源更白的光，顯色指數(CRI)為80，而HID/氙源提供的顯色指數(CRI)為65。至少由于這些原因，LED能比其它光源提供更調和的光。
已有的LED系統具有一組封裝在一個陣列內的LED，其根據預設的車燈確定大小和形狀。由于這方面原因，LED定制的結構不能普遍地安裝到各種車輛中，其典型地具有不同形狀和大小的車燈總成。因此，各陣列只能在較小的規模基礎上以高成本進行生產。
另一方面，可以理解，傳統白熾燈為獨立的統一光源，易于安裝到各種車燈總成內。由于這個原因，白熾燈已經以相當大的規模基礎并因此以通常較低的成本進行生產。
典型的車燈裝配包括光源、后部反光面和蓋體。后部反光面典型地改變光的方向，使其以預定的方向和/或散射方式從車輛穿過蓋體射出。對于蓋體清晰顯現的區域，能從車輛的外部看到反光面。這樣，反光面就有點限制了車燈總成設計的變化。
因此有必要提供一個用于車燈總成的，能夠改善車輛設計并且還能普遍地安裝到各種車燈總成上的LED單元。
發明內容
本發明提供了一種用于車燈總成的LED單元。該LED單元包括殼體、一個或多個LED、光管和光學結構。該殼體包覆LED并具有從那里延伸的光管。該光管的大小小到足以延伸通過形成在車燈總成的基部上的孔。該光管安裝在光學結構上。這些LED通過光管和光學結構以遠離殼體的單一方向傳輸光。該光學結構以遠離殼體的多個方向散射光。
本發明的一個優點是所提供的車燈總成具有標準化構造，可用于各種車燈總成中并因此提供了規模經濟性。
本發明的另一個優點是所提供的用于車燈總成的LED單元能夠以實質上的低成本容易地維修和/或替換。
本發明的再一個優點是所提供的用于車燈總成的LED單元改善了車輛的樣式和品牌識別性。
本發明的再一個優點是所提供的用于車燈總成的LED單元消耗了實質上少量的能量。
本發明的再一個優點是所提供的用于車燈總成的LED單元能夠為提高發動機室、儲物室、乘客室和其它車輛結構的利用空間而進行有效地封裝。
本發明的再一個優點是所提供的用于車燈總成的LED在相當長的時期內維持了實質上高流明的輸出。
本發明的實施例的再一個優點是所提供的用于車輛距離傳感系統的LED單元可以探測附近目標的距離并改善了車輛設計。
在考慮到下面詳細說明和權利要求并參照附圖的情況下，本發明的其它優點將變得顯而易見。
為了更完整地理解本發明，現在應該參照在附圖中進行了更詳細的說明并在下面通過本發明的實例進行說明的實施例。
圖1是依照本發明的優良實施例的，具有帶4個發光二極管(LED)單元的兩個車燈總成的車輛后視圖；圖2是圖1中所示的車燈總成沿2-2線的剖面圖；圖3是圖1所示的車燈總成的立體圖；以及圖4是依照本發明的另一實施例的車燈總成的立體圖；圖5是圖2中所示的LED單元的后視圖；圖6是依照本發明的另一實施例的LED單元的后視圖；圖7是依照本發明的另一實施例的，在圖1中所示的車燈總成的剖面圖；圖8是依照本發明的另一實施例的，具有帶扁電池的LED單元的車燈總成的剖面圖；以及圖9是依照本發明的另一實施例的，用于具有車燈總成的車輛的倒車傳感裝置的示意圖。
具體實施例方式
附圖中，相同的標記數字指代各圖中相同的組件。
本發明特別適用于外部后車燈總成的LED單元。關于這一點，這里說明的實施例在上下文允許的情況下使用了結構特征。然而，可以預想到各種其它實施例可以具有上述特征的不同組合，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個或多個。
參照圖1，其為具有兩個車燈總成12的車輛10的后視圖，每一車燈總成具有一對發光二極管單元14(“LED單元”)。
參看圖2，每一個車燈總成12包括基部16、清晰透鏡蓋18、兩者之間的燈腔20以及一個或多個LED單元14。每一個LED單元14從基部16上各自的孔22延伸并進入燈腔20。如下面所詳述的，LED單元14引導光從基部16以單一方向通過清晰透鏡蓋18。這樣，車燈總成12就不再需要傳統的后部反光面，其改變光向使光從車輛10射出。而且，從車輛10的外部透過清晰透鏡蓋18可以看到基部16和燈腔20。另外，如下面所詳述的，應該認識到車燈總成12有益于改善車輛的樣式和品牌識別性。
在圖3所示的實施例中，基部16是與后車體板24一體化的一部分，后車體板還包括直接連接基部16的外圍板部26。基部16和外圍板部26具有同樣的顏色，提供了流線型的或其它產生審美愉悅的車輛外觀。而且，在該實施例中，基部16具有帶紋理的表面28和/或用于進一步改善車輛外觀的預定樣式。
然而，可以預想到基部16能夠具有各種其它合適的表面紋理、式樣、顏色或其它合適的設計。例如，外圍板部26可以具有第一預定色，而基部16可以具第二預定色。也應該認識到基部16除了作為板24一體化的一部分，也可以替代為與后車體板24獨立的組件。
參照圖4的另一實施例，基部16具有階梯狀構造30，其具有用于加強車燈總成12的深度和輪廓的一系列凸起32。
可以預想到，，不再需要后反光面的車燈總成12還能提供除圖3和4所示的實施例之外的大量的車燈設計構造。
回來參照圖2，LED單元14包含殼體34、一個或多個發光二極管36(LED)、光管38以及光學結構40，該光學結構可以是清晰的、有色的、半透明的、透明的，或其任意合適的組合。LED單元14是獨立的單一光源，其適于用在具有各種形狀和大小的各種車燈總成12中。因此，LED單元14同樣能夠根據需要容易地進行替換，而不需要替換整個LED陣列。這樣，LED單元14提供了傳統的LED陣列所不能提供的規模經濟。詳細而言，如以上所述，典型地，傳統的LED陣列僅能封裝在用于容納那些陣列而預設的車燈總成構造內。
在該實施例中，殼體34包括塑料容器42和散熱器44。塑料容器42有一個平坦的圓盤構造46，散熱器44直接從那里延伸。散熱器44由金屬構成并有一系列的鰭片48通過傳導作用往空氣中散熱。
塑料容器42容納了具有一個或多個LED36的電路板50。在該實施例中，電路板50具有8個都產生紅光的LED36。然而，電路板50能替代為具有多于或少于8個的產生白光、彩色光或根據所需的任意組合的LED。
塑料容器42還包括具有內表面54和外表面56的插座部52。插座部52的內表面54具有能容納光管38的足夠小的大小，而外表面56為延伸通過基部16上的孔22進入燈腔20而設定大小。光管38在燈腔20內安裝到光學結構40上。光管38具有延伸通過清晰透鏡蓋18的縱向軸線58。另外，如以下詳述，光學結構40用于使光散射通過清晰透鏡蓋18而設置。這樣，車燈總成14以單一方向從殼體34傳輸光，然后依次通過光管38、光學結構40和清晰透鏡蓋18。也即，車燈總成14使光沿著和/或平行于縱向軸線58射出。
光學結構40從光管38延伸并為了以預定模式散射光而成型。例如，在該實施例中，光學結構40具有實質圓形的光纖光學構造60(如圖5中的最佳表示)，其具有一系列以光管38為中心向外延伸的有角度的脊狀體62(如圖2中的最佳表示)。這樣，光學結構40使得光以一系列同心圓的模式散射。
參照圖6所示的另一實施例，光學結構40’包括具有實質圓形的光纖光學臂狀體64’，其具有多個從光管38橫向向外延伸的有角度的脊狀體62’。這樣，光學結構40’使得光以兩排水平柵條66a、66b的模式散射。
可以預想到光學結構40能夠具有多種其它合適構造或形狀，用于以各種所需模式散射光。這樣，也可以預想到光學結構40能夠根據整個LED陣列的需要進行設置。因此，LED單元具有一個能用于各種車燈總成的實質上緊湊的構造。
現在參照圖7所示的實施例，可以預想到光學結構40”不是光管38上的附加裝置，而是清晰透鏡蓋18的一體化的一部分。
現在參看圖8中所示的實施例，LED單元14’通過一個或多個扁電池67a，67b供電。在該實施例中，殼體34上省略了散熱器44，從而將熱傳到flat電池67a，而不是通過傳導作用散熱。所屬技術領域的技術人員將會理解扁電池67a，67b接受了熱量就會充電。第一扁電池67a直接安裝到LED單元14’的殼體34’上。這樣，LED單元14’產生的熱用來為扁電池67a充電。第二扁電池67b安裝到車燈總成12的基部16上。然而，值得提及的是，扁電池可以改為安裝在車體結構的其它合適外部位置，用于接收周圍環境的熱量，例如太陽輻射。
在該實施例中，第一扁電池66a還可以安裝到車輛剎車裝置70上，用于接收從那里產生的額外熱量并再生為電力供給。可以預想到LED單元14能接收來自多于或少于兩個扁電池67a，67b的電力，這些扁電池從合適的熱源組合中接收熱量。
現在參照圖9所示的實施例，表示了依照本發明的另一實施例的具有LED單元14”的車輛的距離傳感系統72。在該實施例中，系統72包括發射器74、接收器76和控制器78。發射器74與LED單元14”的光管38”是一體的，而接收器76與車輛10的另一個合適的部位是一體的。例如，接收器76可以與另一個LED單元的光管成為一體。
操作中，發射器74發送信號到附近的目標，其改變信號方向將其傳到接收器76。控制器78然后處理這些信號以確定車輛和目標間的距離。
本發明的詳細實施例已經得到表示和說明，應該理解，本發明當然不局限于此，因為所屬技術領域的技術人員可以進行改進，尤其是在借鑒前述說明的情況下。因此，本發明僅受限于各項權利要求。
權利要求
1.一種車燈總成，其特征是包括安裝到車輛上的基部；覆蓋于上述基部的清晰透鏡蓋；上述基部和上述清晰透鏡蓋之間的燈腔；延伸通過上述基部并進入上述燈腔的LED單元；上述車燈總成引導光從上述LED單元以單一方向通過清晰透鏡蓋；通過上述清晰透鏡蓋能夠看到上述基部和上述燈腔。
2.根據權利要求1所述的車燈總成，其特征是上述基部具有通過上述清晰透鏡蓋可見的紋理表面和階梯構造中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的車燈總成，其特征是上述基部是均色車體板的一體化的一部分。
4.根據權利要求1所述的車燈總成，其特征是上述基部具有第一預定色且為車體板的一體化的一部分，上述車體板還包括與上述基部連接的外圍部并具有第二預定色。
5.根據權利要求1所述的車燈總成，其特征是上述基部界定了多個孔，孔的大小使得多個上述LED單元得以從中延伸通過。
6.根據權利要求1所述的車燈總成，其特征是上述LED單元包括殼體；至少一個在上述殼體內的發光二級管；從上述殼體延伸的光管，其大小小到足以延伸通過上述基部上的上述孔；以及安裝到上述光管上的光學結構；上述光學結構從上述至少一個發光二極管接收光，并通過上述清晰透鏡蓋散射光。
7.根據權利要求6所述的車燈總成，其特征是上述光學結構包括以預定構造設置的多個臂狀部件。
8.根據權利要求6所述的車燈總成，其特征是上述光學結構為圓形結構。
9.根據權利要求6所述的車燈總成，其特征是上述光管具有延伸通過上述清晰透鏡蓋的縱向軸線并引導光沿著上述縱向軸線射出。
10.根據權利要求6所述的車燈總成，其特征是還包括具有安裝到其上面的上述至少一個發光二極管的電路板；上述殼體包括塑料容器和散熱器；上述塑料容器具有平坦的圓盤構造，上述電路板在其中；上述散熱器安裝到上述容器上并具有多個鰭片。
11.根據權利要求10所述的車燈總成，其特征是上述塑料容器具有容納上述光管的插座部和延伸通過上述基部上的上述孔的外表面。
12.根據權利要求1所述的車燈總成，其特征是上述清晰透鏡蓋具有用于散射光的光學結構。
13.一種車燈總成，其特征是包括安裝到車輛上的基部；覆蓋于上述基部并在兩者之間界定燈腔的清晰透鏡蓋；至少一個安裝到上述基部的LED單元；上述車燈總成引導光從上述至少一個LED單元以單一方向通過清晰透鏡蓋；通過上述清晰透鏡蓋能夠看到上述基部和上述燈腔；上述LED單元通過在上述車輛上儲存能量的扁電池提供動力。
14.根據權利要求13所述的車燈總成，其特征是上述扁電池安裝到車輛剎車裝置、上述LED單元以及上述車輛中預定的熱源中的至少一個上，用于接收從那里產生的熱量。
15.一種車輛，其特征是包括權利要求13所述的上述車燈總成；以及在其上面安裝有用于接收周圍環境熱量的上述扁電池的外部車體結構。
16.根據權利要求15所述的車輛，其特征是上述外部車體結構包括位于上述燈腔內，用于接收周圍環境熱量的外部車體結構。
17.一種用于車輛的距離傳感系統，其特征是包括從上述車輛發射信號的發射器；接收返回上述車輛的上述信號的接收器；安裝到上述發射器和上述接收器上，用于處理上述信號并確定留予上述車輛的凈空間的控制器；以及上述發射器和上述接收器中的至少一個包括權利要求1所述的上述車燈總成的一體化的一部分。
18.根據權利要求17所述的距離傳感系統，其特征是上述LED單元包括殼體；至少一個在上述殼體內的發光二級管；從上述殼體延伸通過上述基部上的上述孔并進入上述燈腔的光管；上述光管從上述至少一個發光二極引導光進入上述燈腔；以及位于上述光管中的上述發射器和上述接收器中的至少一個。
19.用于車燈總成的LED單元，包括殼體；至少一個在上述殼體內的發光二級管；從上述殼體延伸的光管，其大小窄到足以延伸通過形成于上述車燈總成的上述基部上的孔；以及安裝到上述光管上的光學結構；上述光學結構從上述至少一個發光二極管接收光，并以單向遠離上述殼體的多個方向散射光。
20.根據權利要求19所述的LED單元，其特征是上述殼體界定了內部帶有光管的插座，并且上述插座的大小窄到足以延伸通過上述基部上的上述孔。
全文摘要
用于車燈總成的LED單元。該LED單元包括殼體，一個或多個LED，光管和光學結構。該殼體包覆LED并具有從那里延伸的光管。該光管的大小小到足以延伸通過形成于車燈總成的基部上的孔。該光管安裝在光學結構上。該車燈總成通過光管和光學結構以遠離殼體的單一方向傳輸光。該光學結構以遠離殼體的多個方向散射光。
文檔編號F21V29/00GK1982775SQ200610167419
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月15日 優先權日2005年12月16日
發明者吉姆·巴茲爾, 馬亨德拉·德山納雅克, 查德·克萊門特 申請人:福特全球技術公司