БЛОК ОСВЕЩЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE LIGHTING UNIT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к осветительным приборам, в частности к приборам, которые могут использоваться в качестве передних фар для транспортных средств.
Уровень техники
Разработаны различные фары для транспортных средств. В традиционных фарах, как правило, используется лампа накаливания, отражатель и линза. Разработаны также фары, использующие светодиодные источники света. Однако известные фары обладают рядом недостатков.
Раскрытие изобретения
Одним из аспектов данного изобретения является блок освещения такого типа, который имеет горизонтальную ось, проходящую в продольном направлении через центр транспортного средства. Блок освещения имеет корпус, выполненный из светопропускающего материала. Корпус имеет светоизлучающую поверхность, проходящую между первой и второй сторонами корпуса. Корпус также имеет заднюю сторону, противоположную светоизлучающей поверхности. Корпус включает в себя первый и второй ряды внутренних граней отражающего материала, в которых один участок граней отражающего материала имеет по существу параболическую форму с фокальными точками. Второй участок внутренних граней отражающего материала практически плоский. Первый ряд внутренних граней отражающего материала расположен вдоль первой стороны корпуса так, что вторые участки внутренних отражающих поверхностей первого ряда направлены по существу вовнутрь. Второй ряд внутренних граней отражающего материала расположен вдоль второй стороны корпуса так, что вторые участки промежуточных отражающих граней второго ряда обращены по существу вовнутрь. Блок освещения также включает в себя первый и второй ряды источников света, в котором по меньшей мере один источник света расположен в фокальной точке каждой внутренней отражающей поверхности. Светопропускающий материал может представлять собой полимер, стекло или любой другой подходящий материал. Предпочтительно, чтобы светопропускающий материал был практически прозрачным. Однако светопропускающий материал также может быть полупрозрачным или тонированным. Грани из отражающего материала могут иметь наружную поверхность из светопропускающего материала, в результате чего значительная часть света от источников отражается изнутри. Параболические внешние поверхности корпуса могут быть покрыты хромом или другим светоотражающим материалом, чтобы свет от источников отражался изнутри. Светоизлучающая поверхность может быть плоской, либо иметь выпуклый или вогнутый контур, чтобы соответствовать, например, формам соседних наружных поверхностей транспортного средства. Излучающая свет поверхность также может включать в себя параллельные приподнятые ребра и канавки, образуя меньшие неровности поверхности, позволяющие направить свет от светоизлучающей поверхности и/или создать определенный внешний эффект. Параболические грани могут быть расположены так, чтобы оси отдельных параболических поверхностей сходились или расходились для обеспечения конкретной схемы распределения света для определенного варианта использования. Один ряд параболических поверхностей может быть выполнен с возможностью обеспечения дальнего света, второй - для ближнего света. Корпус может включать в себя третий ряд отражающих поверхностей, имеющих параболические участки, для обеспечения ходовых огней транспортного средства.
Эти и другие аспекты, объекты и характеристики настоящего изобретения будут поняты и оценены специалистами в данной области техники при изучении нижеследующего подробного описания, формулы изобретения и сопроводительных чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой частичный фрагментарный вид в изометрии блока освещения и часть транспортного средства в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения;
Фиг.2 представляет собой вид в изометрии разобранного блока освещения в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения;
Фиг.3 представляет собой вид в изометрии блока освещения в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения;
Фиг.4 представляет собой поперечное сечение фары с Фиг.3, выполненное по линии 4-4;
Фиг.4А представляет собой увеличенный фрагмент поперечного сечения фары в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения;
Фиг.5 представляет собой частичный фрагментарный схематический вид сверху передней части транспортного средства, включающей в себя блоки освещения в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.6 представляет собой частичный фрагментарный схематический вид сверху передней части транспортного средства, включающей в себя блоки освещения в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.7 представляет собой частичный фрагментарный вид сбоку передней части транспортного средства и блока освещения в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения;
Фиг.8 представляет собой частичный фрагментарный вид сбоку передней части транспортного средства и блока освещения в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения;
Фиг.9 представляет собой частичный фрагментарный вид сбоку передней части транспортного средства и блока освещения в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения; и
Фиг.10 представляет собой частичный фрагментарный вид сбоку передней части транспортного средства и блока освещения в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
В настоящем описании термины «верхний», «нижний», «правый», «левый», «задний», «передний», «вертикальный», «горизонтальный», а также их производные относятся к изображению изделия, ориентированного как показано на Фиг.1. Однако следует понимать, что изобретение может предусматривать и другие альтернативные ориентации, если прямо не указано иное. Также следует понимать, что конкретные устройства и процессы, показанные на сопроводительных чертежах и описанные далее, являются только иллюстративным примером воплощения идей изобретения, определенных в прилагаемой формуле изобретения. Таким образом, конкретные размеры и другие физические характеристики, связанные с вариантами, указанными в данном документе, не должны рассматриваться как ограничения, если в формуле изобретения явно не указано иное.
Со ссылкой на Фиг.1 транспортное средство 1 в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения может иметь внешнюю поверхность 2 и блок 10 освещения. Как подробнее будет описано ниже, блок 10 освещения содержит подблок 14 освещения, содержащий источники света, такие как светоизлучающие диоды 20, которые установлены в корпусе 15, имеющем множество параболических участков задней поверхности и светоизлучаюшую переднюю поверхность 16. Светодиоды 20 установлены в корпусе 15 субблока 14 освещения и обеспечивают прохождение света вперед от светоизлучающей передней поверхности 16 корпуса 15. Корпус 15 может содержать формованный прозрачный акриловый материал, имеющий внешний вид, чем-то похожий на хрусталь. Светоизлучающая поверхность 16 может иметь контур или форму поверхности, которые отвечают внешним поверхностям 2 транспортного средства 1.
На Фиг.2 показана передняя часть 3 транспортного средства 1, которая имеет отверстие или полость 4, в которую вставляется корпус 15 блока 10 освещения. Хотя на Фиг.2 показана передняя левая часть транспортного средства, подразумевается, что правая передняя часть транспортного средства 1 также может иметь блок 10 освещения, который является зеркальным отражением блока, показанного на Фиг.1-4. Светодиоды 20 соединены с источником питания транспортного средства (не показан) с помощью проводящих элементов, например проводов 18 (Фиг.4). Следует понимать, что для подачи требуемой электрической мощности от обычного 12В источника постоянного тока может быть использована любая подходящая электрическая цепь (не показана). Корпус 15 изготовлен из светопропускающего материала, такого как полимер, стекло или любой другой подходящий материал, который может быть полупрозрачным или тонированным, для обеспечения желаемых характеристик пропускания света. Блок 10 освещения может также содержать множество установленных на световоде 22 светодиодов 24, которые образуют габаритные и поворотные огни. Блок 10 освещения может дополнительно включать безель 26, окантовку 28 и линзовую крышку 30. На показанном примере, безель 26, окантовка 28 и линзовая крышка 30 отлиты из подходящего полимерного материала. Безель 26 и окантовка 28 могут быть отформованы из цветного или непрозрачного материала, а линзовая крышка 30 предпочтительно должна быть выполнена из прозрачного акрилового материала, который отлит или другим образом изготовлен по надлежащей форме. Окантовка 28 устанавливается на безель 26 и закрывает отверстие 34 безеля 26. Отражающая пластина 32 предпочтительно выполнена из относительно тонкого желтого или оранжевого акрилового полимерного материала и может иметь текстурную внешнюю поверхность 33. Отражающая пластинка 32 устанавливается на безель 26 и закрывает отверстие 35 в безеле для использования в качестве поворотного огня. Разделитель 36 проходит через безель 26, образуя отверстия 34 и 35.
На Фиг.3 корпус 15 включает в себя верхний первый ряд 40 первых верхних участков 41 параболической поверхности (см. также Фиг.4), второй верхний ряд 42 вторых верхних участков 43 параболической поверхности и третий ряд 44 участков 45 параболической поверхности. Третий ряд 44 расположен по существу в горизонтальной центральной плоскости корпуса 15. Корпус 15 может также иметь нижний первый ряд 40А нижних параболических поверхностей 41А и второй нижний ряд 42А параболических поверхностей 43А. Параболические участки 41 поверхности усечены плоскими боковыми поверхностями 48, а параболические участки 43 поверхности усечены плоскими боковыми поверхностями 50. Параболические участки 45 усечены плоской боковой верхней поверхностью 52 и нижней плоской боковой поверхностью 54. Параболические нижние участки 41А и 43А усечены нижними плоскими боковыми поверхностями 48А и 50А соответственно. Для того чтобы вставить светодиоды 20 в корпус 15, в нем отформовано или другим образом сформировано множество полостей 56. Полости 56 могут быть выполнены с возможностью близкого расположения светодиодов 20, а также с возможностью максимизировать количество света от светодиодов 20, который поглощается внутри корпуса 15. Светодиоды 20 и полости 56 предпочтительно расположены в фокальных точках параболических участков 41, 42, 45, 40А и 43А.
На Фиг.4 специально показано, что некоторая часть света от светодиодов 20 проходит через корпус 15 и выходит из корпуса 15 у поверхности 16, как показано лучами 58. Другая часть света от светодиодов 20 отражается внутри от промежуточных граней, образованных параболическими участками поверхности 41, 41А, 43, 43А и 45. Так как светодиоды 20 расположены в фокальных точках параболических участков поверхности, свет 60, который достигает граней, образованных параболическими участками поверхности, отражается внутри, обратно по направлению к светоизлучающей передней поверхности 16 корпуса 15. Материал, используемый для корпуса 15, выбирают таким образом, чтобы обеспечить такой коэффициент преломления относительно воздуха, когда происходит полное внутреннее отражение на гранях, образованных параболическими участками поверхности. Хотя несовершенства параболических поверхностей могут привести к потерям части света через параболические участки поверхности, материал, используемый для корпуса 15, и форму параболических участков поверхности выбирают так, чтобы максимизировать или увеличить количество света, отражаемого внутри. Однако параболические и плоские участки поверхности могут также быть покрыты слоем отражающего материала 66, который может содержать алюминий или другой материал, подходящий для формирования зеркальной поверхности.
Часть света от светодиодов 20 отражается внутри от плоских боковых поверхностей 48, 50, 52 и 54, как показано лучом 62. Часть света 62 в итоге отражается от одного из параболических участков поверхности и направляется вперед и наружу от светоизлучающей передней поверхности 16. Далее часть света от светодиодов 20 отражается от промежуточной грани, образованной плоскими боковыми участками поверхности 50, 52 или 54, как показано лучом 64, а затем этот свет излучается передней поверхностью 16 корпуса 15.
Сочетание параболических и плоских поверхностей, описанное выше, обеспечивает выход значительной доли света от светодиодов 20 через светоизлучающую поверхность 16 корпуса 15. Часть света, излученного от поверхности 16, направлена вперед, а другая часть света направлена не по оси «А» транспортного средства. Форма и конфигурации параболических участков поверхности и плоских усеченных участков поверхности могут быть выбраны в зависимости от необходимой интенсивности света/формы светового пучка. Кроме того, форма передней светоизлучающей поверхности 16 может быть выбрана для направления света вперед в желаемых направлениях, как показано стрелками D1, D2 и D3 (Фиг.4). Свет может быть направлен вперед, а также включать в себя компоненты, направленные вверх или вниз, если требуется обеспечить желаемое распределение светового пучка/световой интенсивности.
На Фиг.5 показано, что параболические участки поверхности 41, 41 А, 43, 43А и 45 могут быть выполнены с возможностью направлять свет вперед в направлении F1 или по направлениям F2 и F3, которые включают в себя направленные в сторону компоненты. Угловая ориентация параболических участков поверхности вокруг вертикальных осей может быть обеспечивать направленный вперед свет. С другой стороны, оси параболических участков поверхности могут быть направлены как внутрь, так и наружу, чтобы обеспечить внеосевое смещение лучей света относительно передней оси «А» транспортного средства.
Возвращаясь к Фиг.4, параболические участки поверхности 41, 41А, 43, 43А и 45 могут содержать пространственно изогнутые участки поверхности с фокальными точками на светодиодах 20. С другой стороны, параболические участки поверхности могут содержать двухмерно изогнутые участки поверхности, которые простираются вокруг вертикальных осей «V», проходящих через светодиоды 20. В общем, вертикальные высоты «Н1», «Н2», «Н3» параболических участков поверхности 41, 43 и 45 соответственно выбирают так, чтобы обеспечить необходимую степень переднего отражения света светодиодов 20. При этом также обеспечивается, что общая высота «Н» для корпуса 15 обеспечивает эстетичный внешний вид транспортного средства после установки блока 10 освещения, как показано на Фиг.1. Хотя параболические участки поверхности необязательно отражают весь свет от светодиодов в точно прямом направлении из-за усечения параболических поверхностей плоскими боковыми поверхностями 48, 50, 52 и 54, количество и интенсивность светодиодов и другие переменные могут быть выбраны так, чтобы обеспечить достаточность общего распределения интенсивности света, создаваемого блоком 10 освещения, для конкретного применения.
Обращаясь далее к Фиг.4А, корпус 85 для блока освещения в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения включает в себя переднюю светоизлучающую поверхность 86, а также верхние и нижние параболические участки поверхности 88 и 90 соответственно. Параболические поверхности 88 и 90 усечены верхней плоской поверхностью 94 и нижней плоской поверхностью 96. Центральный параболический участок поверхности 92 усечен верхними и нижними плоскими поверхностями 98 и 100 соответственно. Светодиоды 20А, 20В и 20С расположены в фокальных точках параболических участков поверхности 88, 90 и 92 соответственно. Как показано стрелками 58А, свет от верхних и нижних светодиодов 20А и 20С отражается внутрь от параболических участков поверхности 88 и 90 соответственно, причем лучи 58А уходят через переднюю светоизлучающую поверхность 86 корпуса 85. Свет от светодиода 20В может быть отражен внутрь от участков поверхности 92, 98, 100 и 96, как показано стрелкой 58 В. Поверхности корпуса 85 (отличные от светоизлучающей поверхности 86) могут быть покрыты отражающим материалом, чтобы обеспечить отражение лучей внутрь на промежуточных гранях до тех пор, пока свет не выйдет через переднюю светоизлучающую поверхность 86.
Следует понимать, что корпус 85 на Фиг.4А может включать в себя дополнительные ряды параболических участков 88 и 90, которые увеличивают общую высоту корпуса 85. Соседние по вертикали пары светодиодов и связанные с ними параболические участки поверхности могут быть смещены друг относительно друга, если это необходимо для обеспечения требуемой формы и структуры распределения света для конкретного применения. Пример одной возможной конфигурации, включающей дополнительный ряд светодиодов и соответствующих параболических поверхностей, показан пунктирной линией 88А и 92А на Фиг.4А. Плоская внешняя поверхность 94А нужна для установки светодиода в фокальной точке параболического участка 88А. Центральный параболический участок 92 может быть увеличен, как показано пунктирной линией 92А на Фиг.4А, для расположения дополнительных рядов светодиодов. Дополнительный ряд нижних светодиодов (не показан) может быть добавлен аналогичным образом. Количество рядов светодиодов и соответствующих рядов параболических участков поверхности может варьироваться по мере необходимости для удовлетворения требований конкретного применения.
В показанном примере корпус 15 включает в себя расположенные друг напротив друга вертикальные боковые поверхности 68 и 68А, которые отсекают части внешних параболических участков поверхности. Светоизлучающая передняя поверхность 16 корпуса 15 задается по существу горизонтальным верхним краем или углом 70, нижним краем или углом 70А, и продолжается вверх до боковых краев или углов 72 и 72А на противоположной стороне. Контур передней светоизлучающей поверхности 16 и формы периферийных краев 70, 70А, 72 и 72А могут быть выбраны в соответствии с внешней поверхностью 2 транспортного средства 1. Аналогично, количество и длина рядов светодиодов 20 могут быть выбраны для обеспечения необходимой общей высоты Н и ширины W (Фиг.3). В показанном примере высота Н примерно равна 2-3 дюймам, а ширина W - примерно 6-10 дюймам. Однако высота Н может быть примерно такой же, как ширина W, или высота Н может быть существенно больше, чем ширина W. Количество параболических участков поверхности и светодиодов в каждом ряду может быть выбрано для обеспечения необходимой ширины W, а количество рядов параболических участков поверхности и светодиодов может быть выбрано для обеспечения необходимой высоты Н. Кроме того, отдельные ряды светодиодов могут быть нелинейными. Размеры и конфигурации (например, высоты H1, Н2, Н3 и т.д.) отражающих поверхностей могут варьироваться по необходимости. К тому же длина отдельных рядов светодиодов и/или их форма могут быть выбраны для обеспечения непрямоугольной формы. Широчайший выбор внешних форм может быть обеспечен выбором количества и длины рядов светодиодов.
Как показано на Фиг.4, передняя светоизлучающая поверхность 16 может иметь выпуклую кривизну в вертикальном сечении и быть обращенной вперед и вниз или вперед и вверх, как показано пунктирной линией 19. Кроме того, передняя поверхность 16 может иметь выпуклый контур при виде сверху, как показано на Фиг.5. В общем, излучающая свет поверхность может иметь практически любую форму, необходимую, чтобы располагаться по контуру внешней поверхности транспортного средства или подчеркивать его. Например, поверхность 16А блока 10А освещения (Фиг.6) практически продолжает контур внешней поверхности 2А. Кроме того, как показано на Фиг.7, поверхность 16В блока 10В освещения практически продолжает контур поверхности 2В транспортного средства при виде сбоку. В общем, светоизлучающая поверхность 16 может иметь различные контуры, такие как выпуклый контур, обращенный вверх (Фиг.8), выпуклый контур, обращенный вниз (Фиг.9) или же вогнутый контур (Фиг.10), который может быть направлен как вниз, так и вверх, а также любые их комбинации.
Возвращаясь к Фиг.2, световоды 22 габаритных/поворотных огней могут быть отформованы из прозрачного акрилового материала, который по существу аналогичен материалу, использованному для корпуса 15. Световод 22 включает в себя корпус 25, имеющий совокупность параболических задних участков 74 поверхности и плоские верхний и нижний участки 76 и 78 поверхности соответственно. Совокупность светодиодов 24 установлена в фокальных точках параболических участков 74 поверхности для обеспечения распространения света от светодиодов 24 вперед. На показанном примере корпус 25 включает в себя по существу плоский основной участок 80 и проходящий вверх концевой участок 82. В собранном виде основной плоский участок 80 расположен вдоль нижней боковой плоской поверхности 48А (Фиг.4) корпуса 15, а угловой концевой участок 82 расположен непосредственно возле боковой поверхности 68 (Фиг.3) корпуса 15. В собранном виде концевой участок 82 световода 22 расположен за желтой отражающей пластинкой 32, создавая свет бокового сигнала поворота. Следует понимать, что светодиод 24 (или светодиоды) расположенный на угловом концевом участке 82, управляется отдельно, чтобы обеспечить работу поворотного огня. Светодиоды 24, расположенные вдоль по существу горизонтального участка 80 световода 22 для габаритных/поворотных огней, могут управляться отдельно, чтобы обеспечить работу габаритных огней, имеющих меньшую интенсивность, чем у фар подблока 14 освещения.
В общем случае, подблок 14 освещения и/или световоды для габаритных/поворотных огней, окантовка, линзовые крышки и другие компоненты такого рода могут иметь множество конфигураций в зависимости от требований конкретной конструкции. Таким образом, в первую очередь может быть спроектирован общий контур автомобильной поверхности 2, а затем блок 10 освещения, который соответствует профилю внешней поверхности 2 транспортного средства. Внешняя линзовая крышка 30 (Фиг.2) и/или отражающая пластинка 32 вместе с безелем 26 и окантовкой 28 могут быть сконфигурированы так, чтобы плавно переходить в поверхность 2 транспортного средства. Следует понимать, что безель, окантовка и линзовая крышка могут вообще не использоваться в конкретных вариантах реализации. Кроме того, световоды для парковочных/поворотных огней также могут не использоваться для определенных вариантов реализации, либо световоды 22 для парковочных/поворотных огней могут быть использованы с обычными лампами накаливания.