CN1288006C - 灯具总成以及发散来自光源的光线的方法 - Google Patents

灯具总成以及发散来自光源的光线的方法 Download PDF

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Abstract

一种灯具总成，包括一透明主体(102)，具有一前部表面(118)和一背部表面(120)，背部表面具有至少一个上凸的弯曲部分(122)，每一这样的上凸弯曲部分(122)具有至少一条垂直于前部表面的轴线，还包括一内部反射弯曲表面(124)，面对透明主体的前部前面(118)；每一上凸弯曲部分中的一孔穴(220)，具有各侧壁和一底部(224)而适配得可以容放一发光源(250)，以及在每一孔穴底部处的一反射表面(226)，定向得以致由发光源发出的光线由反射表面反射到上凸弯曲部分的内部反射弯曲表面上去。在这些实施例中，内部反射弯曲表面还设置了一或多个电路用于一或多个发光源。

Description

灯具总成 以及发散来自光源的光线的方法
本发明涉及一种具有简化结构的车用灯具总成。在其一方面上，本发明涉及一种车用灯具总成和装有此种总成的一种中心点高位停灯具具。在其另一方面上，本发明涉及一种车用灯具主体，装有施用于其后面部分的反射表面。在其另一方面上，本发明涉及一种灯具主体，具有一反射表面，后者构成一电路的一部分以便供电给装设在其上的许多灯具。在其另一方面上，本发明涉及一种灯具主体，具有一邻接于其后部表面的反射表面，与邻接于其前部表面的各光学器件相结合。在其另一方面上，本发明涉及一种灯具主体，在其后部表面和前部表面上装有各光学器件，与各透镜器件相结合以构成各指示灯具。
先前技术中各种灯具总成以多种形式出现而用在车用之中，诸如图示在图1中车用5上的组合式刹车/指示灯10或中心点高位停灯具具(CHMSL)20。参照图2，一种已知形状的灯具包括空心灯具外壳10，其中具有一或多个空穴12，通常是抛物性质的并具有施加在其上的反射敷层，并在其后面部分处具有孔眼14用于插装一只灯或多只灯16。每一这些空穴12的前面部分由半透明透镜18遮盖，后者具有的颜色相应于由它所封围的指示灯(亦即，红色用于刹车，黄色用于转弯、白色用于转车)。插进灯具外壳10的孔眼14的每一只灯16在电气上连接于车用5的电气***，往往借助于一种Medusa式的电线线束17。其他一些实施例包括使用具有许多发光二极管(LED)固接在上面的各印刷电路板，印刷电路板然后被封固在上面具有半透明透镜的外壳之中。
当前，采用各发光二极管的中心点高位停灯具具包括许多组装起来的单独部件：一些外壳、透镜、垫圈、印刷电路、菲涅尔透镜、电线线束、连接器和绝缘孔圈。用在中心点高位停灯具具和其他尾灯之中的发光二极管具有另外的缺点，即与一种通常的白炽灯基本上无定向特性相比，由于二极管的定向特性而呈现趋中在发光二极管上面的“热点”。
有利的是，减少为制作灯具总成所必需的部件数量，并克服诸如趋中在LED上的“热点”这样的发光二极管设计的其他一些缺点。
本发明包括一整件注塑而成的塑料件，具有一平坦前部表面和一后部表面，后者包含至少一个上凸的弯曲部分，具有一条垂直于前部表面的轴线。一基本上圆柱形的孔穴制成在整件塑料件之中，与抛物形部分分享一共同轴线。此穴的底部表面是圆锥形的，并在孔穴中对中于方向背离平坦前部表面的圆锥顶尖。在一项实施例中，金属颗粒被喷镀在抛物形部分上和孔穴底部上的圆锥表面上。一灯具，诸如一发光二极管，插装在孔穴之中，以致它发射光线在孔穴底部上的圆锥处。此光线由圆锥上的金属喷镀层反射到围绕孔穴的透明材料中去。此光线然后在透明材料之内从抛物形反射表面被反射出去，以致它指向平坦的前部表面并基本上垂直于平坦前部表面地从整体注塑而成的塑料件射出。后部表面也将包含一助板或别的障碍，以形成金属颗粒喷镀层中的不连续状况而有效地造成金属喷镀层的各在电气上绝缘的部分，可以用作各电路支路以便把发光二极管连续于一电源。
图纸中：
图1是一辆显示多种组合式刹车/指示灯和一CHMSL的汽车的透视图；
图2是一种先前技术的组合式刹车/指示灯的分解透视图；
图3是符合本发明的一种车用灯具灯体的透视图；
图4是直接喷涂一种铜覆层到图3灯具灯体上的想象视图；
图5是带有通过直接金属喷涂镀上的一铜敷层的、图3灯体的透视图；
图6是装有图3-5灯体的符合本发明的、一种整体车用灯具总成的后视图；
图7是图6整体车用灯具总成的平面视图；
图8是通过图6直线8-8所取的剖面视图；
图9是通过图6直线9-9所取的剖面视图；
图10是通过图6直线10-10所取的剖面视图；
图11是符合本发明的整体车用灯具总成的后视图；突出了电气连接总成的各发光二极管的各电路迹线；
图12是表明图11各电路迹线的电路图；
图13是本发明另一实施例的剖面视图；
图14是图13实施例的透视图；
图15是本发明另一实施例的剖面视图；
图16是本发明另一实施例的剖面视图；
图17是本发明另一实施例的剖面视图；
图18是符合本发明的整体车用灯具总成另一实施例的分解透视图；以及
图19是图18实施例的透视图。
现在参照图3和6，符合本发明的一种车用灯具总成包括固态注塑主体102，由透明或半透明塑料制成。主体102在优选实施例中是细长的，具有第一端部106，包括安装凸缘110，和第二端部108，包括安装凸缘112，以及第一基本上平坦的表面118和第二形成轮廓的表面120。第一和第二表面118、120由基本上垂直于第一表面118的第一和第二边缘114、116接合起来。在优选实施例中，主体102的塑料被说成是透明的以使光线尽量传播穿过，虽然可以预料，塑料可以着色以影响所选颜色或密度的光线传播。
在通过注塑制成主体102之后，一种具有反射性质的材料施加于主体102的第二表面120，此材料也具有导电特性。适于实施这一点的一种工艺过程的实例在美国临时申请编号60/262502中有所说明，该申请是2001年1月18日提出的，为共同拥有，标题是“热塑材料与装有此种材料的车用灯具外壳上面的电路***真空喷镀层方法”(Method for Vacaum Depositionof Circuitry Onto a Termoplastic Material and a Vehicalar Lamp HausingIncorporation the Same)；在此全部纳入作为参考。参考图4和5，并一如前指临时申请进一步阐明那样，主体102安放在一真空金属喷镀室之内，后者包含靶枪(target)350，发射金属粒子束用于沉积在第二表面120上。参照图6，安装凸缘110、102并未接受金属喷镀层，而处在直接金属喷镀掩膜边界126以外，后者确定了暴露于直接金属喷镀的主体102的界限。
现在参照图6-8，包括注塑主体102的整体车用灯具总成100具有基本上平面的第一表面118和形成轮廓的第二表面120。第二表面120包括许多凸起的抛物表面部分122和许多肋130、132、134、136、138、140、142、144和146，从第二表面120伸出各抛物表面部分122以外，中断了第二表面120上各抛物表面部分122的连续性。
主体102还模塑有许多基本上圆柱形的孔穴170、180、190、200、210和220，垂直于第一表面118敞向主体102的形成轮廓第二表面120，每一孔穴170-220对中在由第二表面120各抛物表面部分122所形成的抛物线的主轴线上。
参照图9，孔穴220图示为每一孔穴170-220的范例并包括基本上圆柱形的壁部222和圆锥形的底面224，由此形成的正圆锥对中在圆柱形孔穴220中并与由围绕孔穴220的各抛物表面部分122确定的抛物线共享中心轴线228。一如图9之中可见，金属喷镀层226覆盖了孔穴220的圆锥形底部224。按照一种施加金属敷层于主体102第二表面120的方法的图4和5范例，由于主体102承受将金属敷层124涂敷于各抛物表面部分122的金属粒子束，相同一些金属粒子流进敞口孔穴220并在孔穴220圆锥形底部224上留下金属喷镀层226。孔穴220的圆柱形壁部222不会接受金属敷层，因为金属粒子束基本上平行于壁部222。同样可以预料到，掩模技术可以采用以确保没有粒子喷镀在孔穴220的各侧壁222上。
进一步参照图9，发光二极管总成250***孔穴220，沿着孔穴中心线228对中发光二极管252指向孔穴220圆锥形底部表面224。发光二极管总成250包括通过触片258、260电气连接于各抛物表面部分122上的喷镀层的第一和第二引线254、256。由发光二极管252直接发射给圆锥形底部224的光线图示为箭头270，具有入射角272。反射的光线274在光线276进入主体102时稍有折射。折射的光线276以第二入射角278射在抛物部分122上并反射而离开抛物部分122上的喷镀层124。这种反射的光线280行至主体102的前面平坦部分118，随着从主体部分102中出来而成为被传递的光线282。
参照图10，肋138已经在承受金属粒子束的上部表面148上接受了入射金属喷镀层154，但肋板侧面150并未接受金属喷镀层。肋板138每侧上的各抛物表面部分122上的金属喷镀层124因此在电气上因存在肋板138所造成的金属喷镀层的间断而是绝缘的。还可以预料，这种电气绝缘可以在金属喷镀过程期间通过掩模而予以完成。
再次参照图6，可以看出，围绕每一孔穴170-220的各抛物表面部分122沿着主体102的中心线被肋板130、132、134、136、138、140、142、144和146隔开。具体地说，围绕孔穴170的各抛物表面部分122沿着主体102的中心线由各肋板130、132分开；围绕孔穴180的各抛物表面部分122由肋板132、134隔开；围绕孔穴190的各抛物表面部分122由肋板136、138隔开；围绕孔穴200的各抛物表面部分122由肋板138、140隔开；围绕孔穴210的各抛物表面部分122由肋板142、144隔开；以及围绕孔穴220的各抛物表面部分122由肋板144、146隔开。围绕相邻各孔穴的各抛物表面部分122不由某一肋板130-146隔开，而在这些抛物电路部分122上的金属喷镀层因此在电气上是连续的。
肋板134、136、140、142并不完全被包含在主体102的中心线上，而是从中心线伸向主体102的某一相应边沿114、116。在邻近孔穴180的中心线给定一侧上的各抛物表面部分122因此绝缘于中心线同一侧上邻近孔穴190的各抛物表面部分122。孔穴180与边沿116之间的各抛物表面部分122经由肋板134与肋板136之间的孔隙空间152颇为连续于孔穴190与主体102中心线相反一侧上的相反边沿118之间的各抛物表面部分122。孔穴200、210之间的肋板140、142同样配置以形成围绕相隔孔穴200、210的各抛物表面部分122之间连接的“跨越”。
参照图11和12，分别在肋板134、136和肋板140、142之间的孔隙空间152连接起围绕相邻各孔穴的各抛物表面部分122而分别形成“S”形电路支线302和304。电源320，诸如车用的电力装置，在第一端部处连接于电路支线300，后者包括邻近孔穴170、180的第一侧的各抛物表面部分122。电路支线302将孔穴170、180第二侧的各抛物表面部分122电连接于孔穴190、200第一侧的各抛物表面部分122。电路支线304同样将孔穴190、200连接于孔穴210、220，而电路支线306将孔穴210、220连接于电源320的地线。这种电路配置提出来作为一项范例，说明各电路如何配置在灯具总成的后表面上以相互连接装设在总成之中的许多灯具。
现在参照图13-18，阐述本发明的其他各实施例。在图13-14中，主体402包括各光学器件417，诸如制成在前部表面418上的菲涅耳透镜。光线从发光二极管252发出，反射离开孔穴220圆锥形底座224上的敷层226和主体402后部表面上的敷层124。光线进一步由于穿过制成在主体402前部表面418上的各光学器件417而被调整。
另一实施例披露在图15之中，喷镀层在主体502后部表面522上的敷层524主要执行一种电路功能，只具有在导引光线从LED252通过诸如主体502前部表面518上菲涅尔透镜等各光学器件517方面的附带反射功能。参照图16，本发明的另一实施例包括另外被装入包含透镜530在内的一灯具总成的图15的实施例。透镜530预期具有用以服务于指示器功用的配色，诸如使刹灯具发红或使转弯信号发黄，或者包含其他一些光学特性，诸如发散特性。
另一实施例披露在图17之中，其中图9的实施例被结合在带有透镜530的一灯具总成之中。
参照图18-19，以分解形式阐明尾灯总成600的另一实施例以表明总成600各器件和制成在施加于主体602后表面的喷镀层622上的各电路。尾灯总成600包括主体602、透镜630、喷镀层622、许多发光二极管250和共形的密封敷层650。主体602包括前部表面618，带有许多在相应许多孔穴上形成的光学器件617，每一孔穴用于容放一如先前各实施例之中所述的一个发光二极管250。喷镀层622施加于主体602的后部表面，以致形成将制成在主体602上的各孔穴相互连接起来的电路配置。各发光二极管250***装在主体602各孔穴之内并在电气上连接于主体602后部表面上的各喷镀层622。共形的敷层650预期用于防止主体602后部表面上的喷镀层622受潮和受到物理损伤，并使其在电气上绝缘于车中的周围各部件。图19图示组装好的尾灯总成600，而各光学器件617和喷镀层622均以虚线画成。另外预期的是，图18-19的实施例可以形成得主体602的平坦前部表面618不带有各光学器件617。还预期，主体602可以制成平坦后部表面，或者制有形成轮廓的后部表面和具有圆锥形底座的各孔穴，用于利用主体602后部表面上喷镀层622的反射特性。
虽然本发明已经结合其某些特定实施例具体地予以说明，但应当理解，这是以例证方式而非限制方式予以说明的，而所附各项权利要求的范畴应当被认作是与先前技术所允许的一样宽广。

Claims (42)

1.一种灯具总成，包括：
a.透明主体(102)，具有第一表面(118)和第二表面(120)；
b.所述透明主体的第二表面(120)具有至少一个凸起弯曲部分(122)，每一所述凸起弯曲部分(122)具有至少一条垂直于第一表面(118)的轴线；并具有导电金属敷层(124)，其从内部朝向透明主体(102)第一表面(118)反射；
c.在每一凸起弯曲部分(122)之中的孔穴(170)，具有各侧壁(222)和底部(224)，适配得可以容放发光源(252)，所述底部(224)具有反射表面；
d.每一孔穴底部(224)处的反射表面，如此定向使得由发光源(252)发出的光线被反射表面反射到凸起弯曲部分(122)上的内部导电反射金属敷层(124)上。
2.按照权利要求1所述的灯具总成，其中透明主体(102)的第二表面(120)具有许多凸起弯曲部分(122)。
3.按照权利要求1或2所述的灯具总成，其中透明主体是单件结构。
4.按照权利要求1或2所述的灯具总成，其中透明主体是注塑成的塑料件。
5.按照权利要求1所述的灯具总成，其中每一凸起弯曲部分沿着至少一个轴线是抛物线形的。
6.按照权利要求1所述的灯具总成，其中每一凸起弯曲部分的内反射弯曲表面沿着至少一个轴线是抛物线形的。
7.按照权利要求6所述的灯具总成，其中透明主体的背部表面具有许多凸起弯曲部分，形成许多内反射抛物表面。
8.按照权利要求1所述的灯具总成，其中孔穴呈圆柱形。
9.按照权利要求1所述的灯具总成，其中发光源是LCD。
10.按照权利要求1所述的灯具总成，其中在每一凸起弯曲部分中的孔穴底部处的反射表面呈圆锥形。
11.按照权利要求1所述的灯具总成，其中在每一凸起弯曲部分中的孔穴底部处的反射表面是通过在孔穴底部上涂敷反射材料形成的。
12.按照权利要求1所述的灯具总成，其中每一内反射弯曲表面是由涂敷到透明主体背部表面的每一凸起弯曲部分上的反射材料构成的。
13.按照权利要求12所述的灯具总成，其中涂敷在透明主体背部表面每一凸起弯曲部分上的反射材料也是导电的。
14.按照权利要求1或2所述的灯具总成，其中涂敷在每一凸起弯曲部分(122)上的内部反射和导电金属敷层(124)构成提供电力给每一发光源(252)的电路的一部分。
15.按照权利要求1所述的灯具总成，其中金属敷层(124)被涂敷在至少两个电绝缘的部分上，各分离的电绝缘部分连接于每一发光源(252)的至少一个。
16.按照权利要求2所述的灯具总成，其中许多凸起弯曲部分中的每一个的内反射弯曲表面由涂敷在透明主体各凸起弯曲部分上的反射材料构成。
17.按照权利要求2所述的灯具总成，其中涂敷在透明主体(102)各凸起弯曲部分(122)上的金属敷层(124)也是导电的。
18.按照权利要求17所述的灯具总成，其中相邻凸起弯曲部分(122)也由涂敷在相邻凸起弯曲部分(122)之间的透明主体(102)的第二表面(120)上的金属敷层(124)相互电连接。
19.按照权利要求18所述的灯具总成，其中涂敷在相邻凸起弯曲部分(122)上和它们之间的反射和导电金属敷层(124)连同每一发光源(252)的一或多个引线一起构成电路的一部分。
20.按照权利要求19所述的灯具总成，其中金属敷层(124)涂敷在至少两个电绝缘的部分上，各分离的电绝缘部分连接于每一发光源(252)的至少一个引线。
21.按照权利要求20所述的灯具总成，具有至少四个电绝缘部分。
22.按照权利要求15、20或21所述的灯具总成，其中各电绝缘部分是由各肋板(130)隔开的。
23.按照权利要求22所述的灯具总成，其中各肋板是S形的。
24.按照权利要求1所述的灯具总成，其中一或多个光学器件制成在透明主体的前部表面上。
25.按照权利要求24所述的灯具总成，其中各光学器件包括菲涅耳透镜。
26.按照权利要求1所述的灯具总成，还包括位于透明主体前部表面前面的透镜。
27.一种灯具总成，包括：
a.透明主体(102)，具有第一表面(118)和第二表面(120)；
b.在第二表面(120)上的至少一个孔穴(170)，适配得可以容放发光源(252)；
c.反射和导电的金属敷层(124)，涂敷在所述透明主体(102)的第二表面(120)上，其连同发光源(252)的一或多个引线一起构成电路的一部分。
28.按照权利要求27所述的灯具总成，其中金属敷层(124)涂敷在至少两个电绝缘的部分上，各分离的电绝缘部分连接于每一发光源(252)的每一引线。
29.按照权利要求27所述的灯具总成，其中金属敷层(124)是真空涂敷金属粉末。
30.一种发散来自光源(252)的光线的方法，包括用设置得面对光源(252)的第一反射表面将由光源(252)发出的光线反射到第二凹反射表面上，后者进一步沿与发光源(252)基本相同的方向反射光线，所述第二凹反射表面也是导电的，以致它构成提供电力给光源(252)的电路的一部分。
31.按照权利要求30所述的方法，其中第一反射表面呈圆锥形。
32.按照权利要求30所述的方法，其中第一反射表面通过将反射金属粉末涂敷到灯具主体的孔穴的底部上制成。
33.按照权利要求30或32所述的方法，其中第二凹反射表面是通过将反射金属粉末涂敷到灯具主体(102)的弯曲表面(120)上制成。
34.一种发散来自光源的光线的方法，包括：
a.制成透明主体(102)，具有第一表面(118)和第二表面(120)，所述第二表面(120)具有一或多个凸起弯曲部分(122)；
b.制成至少一个凸起弯曲部分(122)，所述凸起弯曲部分(122)具有至少一条垂直于第一表面(118)的轴线；
c.在每一凸起弯曲部分(122)上制成孔穴(170)，具有各侧壁(222)和底部(224)，适配得可以容放光源(252)；
d.在凸起弯曲部分(122)上真空涂敷金属敷层(124)，以致凸起弯曲部分(122)具有面对透明主体(102)第一表面(118)的内部反射弯曲表面；
e.将金属敷层(124)真空涂敷到孔穴(170)底部(224)上，以及
f.安装光源(252)在孔穴(170)之中，指向孔穴(170)底部(224)上的反射材料，以致至少由光源发出的某些光线由孔穴底部上的反射材料反射到形成内部反射弯曲表面的金属敷层(124)上，并且又被朝向透明主体(102)的第一表面(118)反射。
35.按照权利要求34所述的方法，其中透明主体(102)、至少一个凸起弯曲表面(122)以及每一凸起弯曲部分(122)中的孔穴(170)的成型是在单一注塑步骤中完成的。
36.按照权利要求34所述的方法，其中将金属敷层(124)涂敷到凸起弯曲部分(122)上和孔穴(170)底部(224)上是在单一真空涂敷步骤中完成的。
37.按照权利要求34所述的方法，其中构成内部反射弯曲表面的金属敷层(124)也是导电的。
38.按照权利要求37所述的方法，其中涂敷在内部反射弯曲表面上的金属敷层(124)连同光源(252)的一或多个引线构成电路的一部分。
39.按照权利要求38所述的方法，其中金属敷层(124)被涂敷在至少两个电绝缘的部分上，各分离的电绝缘部分连接于每一发光源(252)的至少一个。
40.按照权利要求39所述的方法，其中各电绝缘部分由一或多个肋板(130)隔开。
41.按照权利要求28所述的灯具总成，其中各电绝缘部分由一或多个肋板(130)隔开。
42.按照权利要求33所述的方法，其中将金属敷层粉末真空涂敷到第一反射表面和第二凹反射表面上是在真空涂敷步骤中完成的。
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