制造光导管和灯组件的设备和方法及制品的制作方法

专利名称：制造光导管和灯组件的设备和方法及制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及光导管和与其一起使用的灯组件。
背景技术：
光导管典型地为圆柱形、透明的结构，通过它光线经全内反射而被纵向引导。当光在临界角度从一个介质到另一个具有较低反射率的介质被传输时会发生全内反射。在所述临界角度上，光被反射回到较高反射率的介质代替通过介质的变化而被折射并且通过第二介质行进。所有或者某些通过光导管传递的光可能发生全内反射。未被内反射的光从所述光导管沿着光导管的长度被发射。
光导管传输由一个光源产生的光。该光源通常包括一个灯组件，所述光导管固定在其上。一个典型的灯组件包括一个壳体，该壳体包括一个例如发光二极管(LED)的光源、向该光源供应能量的必要的电子部件、和用于固定光导管到所述灯组件上的装置。
在许多光导管的应用中容纳光导管和灯组件的空间受到限制。这样的应用中的一个例子是车辆内部照明。因此，产生了减小包括光导管的光组件尺寸的需要。
同样希望增大光导管的输出，将输出最大化典型的努力是直接减小光的衰减。而且，特别是在受到限制的空间的使用中，希望使光导管输出最大化。
在设计中进一步考虑在光导管和灯组件之间提供牢固连接。不良的连接会减少装置的可靠性。因为光导管典型地具有平滑的、圆柱形内部，其容易从灯组件上脱开。夹子、环氧树脂或其它固定机构需要额外的制造步骤或部件。因此，需要一种不会引起额外费用或时间且容易实施的牢固连接。

发明内容
本发明的实施例提供一种光导管，其具有用作第二光源和校准部件的外部突起。所述外部突起可以通过从主光源反射光而提供第二光源。所述外部突起还具有将所述光导管与灯组件或所述光导管安装于其上的物体进行校准的功能。
本发明的实施例还提供一种与光导管一起使用的灯组件。所述灯组件具有接纳所述光导管的开口。随着光导管的插入，一个或多个槽容许所述开口的尺寸增加。一旦所述光导管被插入，所述灯组件可以维持施加在所述光导管上的保持力，因此将光导管固定在所述灯组件上。
还公开了包括所述公开的光导管或灯组件的照明组件。


通过下面的详细说明并结合附图，可以更好地理解本发明。
图1示出根据本发明示意实施例的光导管。
图2示出根据本发明示意实施例的光导管和灯组件。
图3A和3B示出将光导管固定在灯组件上的一种机构的示意实施例。
图4A-4D示出根据本发明示意实施例的照明组件的部件的剖视图。
图5示出根据本发明示意实施例的插入灯组件的光导管的剖视图。
图6示出根据本发明另一示意实施例的灯组件。
图7示出根据本发明示意实施例的位于灯组件内的光导管的视图。
图8示出根据本发明示意实施例的灯组件盖的视图。
图9示出根据本发明示意实施例的带有导线分离器的灯组件盖的视图。
具体实施例方式
本发明实施例包括从光导管段突出的外部突起，其提供第二光源并且进一步用作校准部件。
图1表示根据本发明示意实施例的光导管100。光导管100包括光导管段104，通过该段传递光；以及外部突起102。光导管100用于与光源结合，所述光源发射通过所述光导管传输的光。(在此使用的“光源”包括一个或多个单个的源。例如光源可以是一个单个的发光二极管或包括多个发光二极管。一个单个光源可以包括多于一种类型的发光部件)。通过反射和散布来自主光源的光，外部突起可以用作第二光源。所述外部突起的附加优势是其可以用于将光导管与灯组件或者将要安装光导管的物体进行校准。
在此使用的“光导管段”是指光导管的一部分，从该部分上可以伸出外部突起或其它部件。因此，如果没有突出物，所述“光导管”可以全部由“光导管段”组成。
根据本发明实施例的光导管段基本上可以为圆柱形或具有适合于光导管的使用和操作的任何形状。光导管段可以包括透明丙烯或其它从中可传输光的材料。光导管材料优选地为不变黄的和耐用的。丙烯的主要好处是其为经济实用的材料并且能提供良好的光学性能。聚碳酸酯是光导管材料的另一个例子，但是其容易褪色并且具有比丙烯低的透光率。
根据本发明实施例的光导管可以通过挤压来制造，但是，也可以根据要求使用其它合适的制造技术。例如，外部突起可以作为分离部件被固定在光导管上。在本发明一个示例性实施例中，外部突起通过与所述光导管是共同挤压成型的。
根据本发明实施例的外部突起可以被用于校准光导管和灯组件。所述灯组件优选地包括一个相应突起的部件以提供一个校准用装置。突起也用于在希望的位置使光导管与一个安装光导管的物体校准。合适的校准可以有利于使光的利用率和透射率最大化。相应的灯组件部件可以例如是一个支架或槽，但不限于这些之内。
外部突起优选地包括一种反射色，例如白色或其它反射色。也可以根据需要将颜色或发射性能结合进入外部突起材料或应用到外部突起上。优选地，可以对所述外部突起的材料和颜色加以选择，从而提供高水平光发射和散射。整个突起可以是反射的或所述突起可以仅仅具有一个或多个反射表面或部分。例如光导管段和外部突起的之间的交接面可以朝着光导管段反射光。在进一步的实施例中，基本透明丙烯突起的外表面可以具有朝着光导管段反射的反射涂层。本发明的各实施例应该更广泛地被视为在所述外部突起与所述光导管段为优选地用不同的颜色的相同材料的情况下及光导管在外部突起包括与光导管段不同材料的情况下构成光导管。
外部突起可以具有任意的形状，并且优选地为适合于所述光导管的使用和操作的形状。例如，希望被反射或散射的光的量可以是选择形状时的考虑因素。此外，校准的设计或机构也可以与选择的形状有关。
在图1所示示例性实施例中，外部突起横截面基本上为一个矩形。所述实施例中包括三个基本的平面106和一个基本弧形侧108。在外部突起为一个与光导管分离的部件的情况下，一个或多个外部突起的表面优选地适合于安装在光导管段的外表面上。例如，在本实施例中，在外部突起为大致矩形的情况下，基本弧形侧108的表面用作安装表面。
外部突起可以在光导管段的长度上延伸，或占居光导管段长度的一个或多个部分。可以提供多个或分段的外部突起，例如为了提供一种独特的照明效果。外部突起也可以根据需要部分地嵌在光导管段内。也可以使用一个或多个突起。最后，一个或多个嵌入的反射条(或其它形状反射部件)可以与一个或多个外部突起一起使用。
外部突起的长度优选地将影响由其提供的反射量。一般所述突起面对剩余光导管的表面区域越大，反射和散射的量也越大。
反射和散射光的突起表面的宽度也可以影响到达光导管远端(即远离主光源的端部)的光量。光优选地由于全内反射沿着光导管行进。反射或散射表面优选地与全内反射产生干扰，导致在光在到达光导管端部之前被发射。如果所述表面太宽，从所述光导管靠近主光源的部分的光发射的量很大。这样会减少由光导管远端发射光的量。优选地，外部突起的宽度通常为光导管长度的一个函数。所述管越短，在对从光导管远端发射的光没有负面影响的条件下，外部突起的宽度越宽。在所示的实施例中，发射表面的宽度优选地小于绕所述光导管段延伸180°的距离。超过这个量，受到限制的光线会从光导管中逸出。由于大量的光能量可能因在光导管内的过量反射而受到损失，其效率也不适度地低下。
光导管的优选直径和其它横截面的尺寸取决于光导管的应用。内部应用优选地使用5mm直径光导管及外部使用优选地使用9到10mm的直径光导管，当然应该理解，也可以使用其它符合要求直径。
图2表示根据本发明示意实施例的光导管200和灯组件204。光导管200具有锥形端206，其可以使光导管200方便地插入灯组件204中。在所示实施例中的锥形端206具有大于光导管段202的最大直径。但是在其它实施例中，不需要锥形端增加到大于光导管段202的尺寸。
在本实施例中，灯组件204具有槽210，其可以作为固定机构的功能，以固定光导管200在灯组件204上。当光导管200被插入到灯组件204内时，槽210优选地变宽以容许光导管200插入。一旦被插入，灯组件204在光导管200上施加保持力。
槽210起始于灯组件204的开口212，并且优选地纵向从开口212沿灯组件204延伸。附加的各槽，例如槽214有利于灯组件204的膨胀和收缩。槽可以从开口在纵向方向以外的方向上延伸并且根据需要不必是线性的。例如可以是弯曲或锯齿形，但不限于这些。对于一个或多个槽用于固定机构的应用中，只要由于光导管的插入所述开口的直径能够扩大并且足够地收缩以提供保持力的任何形状的槽，任何槽位置及任何槽的数量都可以接受。
在本发明示意实施例中，至少一个灯组件开口的内部尺寸小于至少一个光导管外部尺寸。当所述光导管被插入灯组件时，所述灯组件开口足够膨胀以容纳光导管。一个或多个槽容许所述膨胀。当光导管被插入所述灯组件时，所述灯组件的自然塑性提供在光导管上的保持力。
各槽可以附加地或可替换地提供保持机构，可以通过提供更多的使光通过的开口增加光导管的输出。这样允许使用更长长度的光导管。
附加或可替换的保持方法由图2和3所示实施例来表示。在该实施例中，光导管具有唇边，其当光导管插入灯组件内足够量时与在相应灯组件上唇边相互扣合。所述灯组件材料的柔性和/或弹性可以使所述部分扣合就位。
图2表示保持机构的示意性实施例。在该实施例中，优选地锥形部分206的最大尺寸大于光导管段202的尺寸，提供唇边208，可以具有保持光导管200在灯组件204上的功能。灯组件槽214具有内部唇边216，当光导管200被插入灯组件204内时，槽210和214允许灯组件204膨胀。当光导管唇边208越过灯组件内部唇边216时，灯组件204至少部分地收缩，因此将光导管200保持在灯组件204上。
在另一个实施例中，光导管可以具有多于一个的锥形部分，产生一系列的唇边以允许光导管以不同的距离保持在灯组件内。这样使照明组件的总体尺寸可以调整，允许一个单一的设计使用在多个应用中。此外，光导管可以没有形成锥形部分并且相应的灯组件唇边可以包括一个相接的锥形部分以有利于插入光导管。一个灯组件进一步可以具有一系列用于调整的目的的唇边替代，或辅助所述光导管具有的一系列唇边。锥形部分、或形成唇边的其它部件可以与其它光导管或灯组件的部件一体地形成，或分开地形成。例如，可以在形成光导管段的挤压成型工序中形成锥形部分，使得两部分为一体，或者锥形部分可以是附加到光导管段上的分离件。
图3A-B表示另一个保持机构的实施例。光导管302具有一个外部突起304。外部突起304包括至少两个区段306和308。在区段306和308之间的一个槽310提供能够与相应的灯组件唇边312扣合的唇边。如图3B所示，灯组件316具有一个带有倾角侧314的唇边312以利于光导管302滑动入位。在一个可替换实施例中，外部突起的一个或多个区段可以相同的方式倾斜。灯组件或光导管那一个上的部分，或两个上的部分可以以相同方式倾斜。通常，倾斜表面可以为对应光导管插入灯组件方向的法线的任何角度。要布置所述斜角在所述法线的那一侧要根据所述倾斜表面是在所述光导管还是在灯组件上。光导管和/或灯组件可以具有一个或多个唇边，使得光导管以可变化的量被插入并且仍能够保持在灯组件内。
图4A-D表示根据本发明示意实施例所示的照明组件的剖视图。所述照明组件包括光导管410、灯组件404、光源420和导线保持装置430。
图4进一步表示了灯组件404的电子部件418和导线保持装置430。图4所示的电子部件418包括主光源420，导线422和423及电阻424。导线和/或其它电子部件可以由导线保持装置来保持定位。装置430保持导线422和423在灯组件404上以减少导线422和423从所述组件上脱离的可能性。导线保持装置430具有一个或多个压迫元件434。压迫元件通过施加与任何可能导致电子部分成为不连接状态的力相反方向的压力来保持它们。在一个示意性实施例中，具有两个高度不同的压迫元件434以产生一个导线422和432的扭结用于加强导线的保持。导线的扭结减少纵向施加在导线上的力。如图9所示，显示根据本发明示意实施例的压迫元件示意性透视图。压迫元件906和908每个具有两个脊形的通道以接纳导线。通过增加导线和压迫元件之间的摩擦力，所述各通道和脊部加强压迫元件的夹持效果。所述压迫元件可以具有任意希望的形状使得它们直接或间接接触导线或者其它由它们所保持的电子部件，并且在其间产生摩擦力。
图5表示根据本发明示意实施例所示的插入灯组件506的光导管502的剖视图。可以看到光导管锥形端508被插入越过所述灯组件506的内部唇边510。
图5进一步表示了主光源512，其通过光导管502传递光。主光源512优选地为一个发光二极管。一个发光二极管相对较小并且聚焦，对于内部应用提供一个好的选择。一个卤素灯也可以用作本发明其它实施例的光源；但是，其发射出的相对高的温度限制其使用。任何其它合适的光源也可以根据需要使用。
图5进一步表示连接电子部件518和灯组件506功能的导线514和516。所示的导线515连接到电阻520。导线514连接到主光源512。电阻520调整进入主光源512的电压为操作电压。任何适合于所述灯组件应用的灯组件都可以使用。例如使用直流或交流电源，产生连续光或间歇光及包括激励所述光源的传感器的灯组件。
图6表示了根据本发明进一步实施例所示的灯组件600。灯组件600具有一个锁销以保持一个覆盖灯组件600的盖。在该实施例中，任何保持盖在灯组件上的安装机构都可以使用，以提供充分地保持所述盖在所述灯组件上并且不干扰所述灯组件的操作或使用。例如，但不是限制，所述销销可以是拨拉锁销(draw latches)，例如是过中心或中心之下类型的。此外，所述锁销可以作为一个与所述灯组件壳体和盖一体的活动的合页来形成。如果所述锁销在模制所述盖或灯组件时形成，该结构可以具有一个经济合算的好处。任意数量的锁销中的全部或部分也可以包括分离的部件。在该实施例中，一个或多个锁销可以根据要求使用。
图7表示了根据本发明示意实施例所示的在灯组件704内的光导管702。光导管702可以在灯组件704内转动。有利地，在该实施例中没有附加部件必要，由所述灯组件704提供的保持力允许转动。相对光的转动的附加的部件也可以使用，例如用于提供增加的转动。希望光导管具有转动能力以适应右手或左手的组装。
图8表示根据本发明示意实施例的灯组件盖。灯组件盖802可以固定在灯组件804上以提供灯组件804的突起和/或美学的目的。在该实施例中，盖和导线保持装置可以是分离部件或组成一个单一的部件。
图9表示一个灯组件盖902，示出一个可选择的导线分离器904。导线分离器904可以使用从而为所述灯组件的导线提供便利。导线连接到部件上，例如发光二极管上，可以进行设置使得导线分离器904将所述装置与其它的连接相绝缘。有利地，这样可以减少通过其它装置进行绝缘连接的需要，因而减少制造的步骤，并且因此减少制造的时间和费用。
可以使用各种材料形成灯组件结构。优选地，材料具有足够的弹性以允许所述光导管的插入并且一旦所述光导管被插入其中能够提供足够的保持力，和/或膨胀和收缩足够的量允许光导管的唇边被固定在灯组件唇边之后。合适的材料的例子包括PBT、尼龙和达尔林(Delrin)，但是不限于这些。
在所述灯组件的一个示意性实施例中，容纳所述光导管的所述灯组件部分与所述灯组件的剩余部分有一个角度，因此与一个线性结构相比减少了灯组件的最大尺寸。对于许多的应用，所述角度最好是直角。
本发明示意实施例可以特别地适合于车辆中的应用并且用于家用，虽然可能有其它的应用。
虽然本发明已经通过示意实施例进行了说明，对本领域技术人员能够想到附加的优点和变型，因此，本发明在其广泛的方面不限于所示的特定的细节和在此的说明。在不背离本发明精神和范围的情况下可以进行例如材料、结构和尺寸的变型。因此，本发明不想被限制于这些特意示出的实施例，而是理解为在所附权利要求书的整个精神和范围及它们的等同物之内。
权利要求
1.一种光导管，包括一或多个外部突起，其中，所述一或多个外部突起中至少一个为第二光源。
2.如权利要求1所述的光导管，其中，所述一或多个外部突起中至少一个也是校准部件。
3.如权利要求1所述的光导管，其中，所述一或多个外部突起至少部分地沿着所述光导管的长度延伸。
4.如权利要求1所述的光导管，其中，所述一或多个外部突起是白色的。
5.如权利要求1所述的光导管，其中，所述一或多个外部突起与所述光导管部分一起被挤压成形，所述一或多个外部突起从所述光导管部分上突起。
6.如权利要求1所述的光导管，其中，所述一或多个外部突起中的至少一个通过散射来自主光源的光用作所述第二光源。
7.如权利要求6所述的光导管，其中，所述主光源为发光二极管。
8.如权利要求1所述的光导管，其与具有一或多个内部唇边的灯组件一起使用，所述光导管还包括一或多个光导管唇边；其中，当所述光导管被插入到所述灯组件内时，所述灯组件膨胀以允许至少所述一或多个光导管唇边中的一个越过所述一或多个灯组件唇边中的至少一个，使得所述灯组件至少部分地收缩，因而将至少一个光导管唇边固定到至少一个灯组件唇边之后。
9.如权利要求8所述的光导管，其中，在所述一或多个外部突起的一个或多个上形成所述一个或多个光导管唇边。
10.如权利要求8所述的光导管，其中，所述一或多个光导管唇边整个地延伸围绕所述光导管。
11.如权利要求2所述的光导管，其中，所述一或多个外部突起中的至少一个通过与所述灯组件上的相应部件校准而用作用于与灯组件校准的校准部件。
12.如权利要求1所述的光导管，其中，所述一或多个外部突起中的至少一个绕着光导管段具有小于180°延伸的宽度。
13.如权利要求1所述的光导管，其中，所述光导管具有锥形端。
14.如权利要求9所述的光导管，其中，所述一或多个光导管唇边相对所述光导管插入所述灯组件方向的法线具有一个角度。
15.一种照明组件，其包括如权利要求1所述的光导管和配置成与所述光导管一起发挥作用的灯组件。
16.一种与光导管一起使用的灯组件，所述灯组件包括接纳所述光导管的开口；及允许所述开口膨胀的一或多个槽，其中，至少一个所述开口的内部尺寸小于至少一个所述光导管的外部尺寸；及所述光导管插入到所述灯组件内导致所述开口充分膨胀来接纳所述光导管并且在所述光导管上提供保持力。
17.如权利要求16所述的灯组件，其中，在所述光导管上的所述保持力将所述光导管保持在所述灯组件内同时允许所述光导管转动。
18.如权利要求16所述的灯组件，其中，至少一个槽从所述开口纵向地延伸。
19.如权利要求16所述的灯组件，还包括发光二极管。
20.如权利要求16所述的灯组件，还包括盖。
21.如权利要求16所述的灯组件，还包括导线保持装置。
22.如权利要求16所述的灯组件，还包括盖，该盖具有结合在其间的导线保持装置。
23.如权利要求16所述的灯组件，还包括电子部件，所述电子部件包括主光源；及电连接到所述主光源的导线，以为所述主光源供电。
24.如权利要求16所述的灯组件，其中，容纳所述光导管的灯组件部分与剩余灯组件的至少一部分形成一个角度，因而与线性结构相比减少所述灯组件的最大尺寸。
25.如权利要求24所述的灯组件，其中，所述角度为直角。
26.一种照明组件，其包括如权利要求16所述的灯组件和配置成与所述灯组件结合起作用的光导管。
27.一种照明组件，包括具有外部突起的光导管，其中所述突起为第二光源；及灯组件，包括接纳所述光导管的开口；及允许所述开口膨胀的一或多个槽；其中，至少一个所述开口的内部尺寸小于至少一个所述光导管外部尺寸；及所述光导管插入到所述灯组件内导致所述开口充分膨胀来接纳所述光导管并且在所述光导管上提供保持力。
28.一种灯组件，其与具有一或多个唇边的光导管一起使用，所述光导管的唇边用于将所述光导管保持在所述灯组件内，所述灯组件包括具有一或多个唇边的接纳部分；其中，当所述光导管被插入到所述灯组件内时，所述灯组件接纳部分膨胀以允许所述一或多个光导管唇边中的至少一个越过所述一或多个灯组件唇边中的至少一个，使得所述灯组件至少部分地收缩，从而使至少一个光导管唇边固定在至少一个灯组件唇边之后。
29.如权利要求28所述的灯组件，其中，所述一或多个灯组件唇边具有角度，使得所述光导管的插入引起上灯组件膨胀，使得至少一个光导管唇边越过至少一个灯组件唇边。
30.如权利要求28所述的灯组件，还包括发光二极管。
31.如权利要求28所述的灯组件，还包括盖。
32.如权利要求28所述的灯组件，还包括导线保持装置。
33.如权利要求28所述的灯组件，还包括盖，该盖具有结合在其间的导线保持装置。
34.如权利要求28所述的灯组件，还包括电子部件，所述电子部件包括主光源；及电连接到所述主光源的导线，向所述主光源供电。
35.如权利要求28所述灯组件，其中，容纳所述光导管的灯组件部分与剩余的灯组件的至少一部分形成一个角度，因而与线性结构相比减少所述灯组件的最大尺寸。
36.如权利要求35所述的灯组件，其中，所述角度为直角。
37.一种照明组件，其包括如权利要求28所述的灯组件和配置成与所述灯组件结合起作用的光导管。
38.一种照明组件，包括具有外部突起的光导管，其中所述突起为第二光源；及灯组件，包括接纳所述光导管的开口；其中当所述光导管被插入到所述灯组件内时，所述灯组件接纳部分膨胀以允许至少所述一或多个光导管唇边中的一个越过所述一或多个灯组件唇边中的至少一个，使得所述灯组件至少部分地收缩，因而至少一个光导管唇边被固定在至少一个灯组件唇边之后。
39.一种制造光导管的方法，其中，所述光导管具有光导管段和外部突起，所述方法包括共同挤压成型所述光导管段和所述外部突起。
40.如权利要求39所述的方法，其中，所述外部突起和所述光导管段由相同材料组成。
41.如权利要求39所述的方法，其中，所述外部突起和所述光导管段由不同材料组成。
全文摘要
一种光导管(200)，其具有一或多个用作第二光源和校准部件的外部突起。所述一或多个外部突起通过反射来自主光源的光来提供第二光源。所述一或多个外部突起也起到将光导管和灯组件(204)或光导管安装于其上的物体进行校准的功能。而且灯组件具有光导管接纳部分，其具有一或多个槽(210)以允许开口根据所述光导管的插入进行膨胀，并且利用收缩提供保持力。
文档编号G02B6/00GK1688908SQ03824387
公开日2005年10月26日 申请日期2003年9月15日 优先权日2002年9月17日
发明者后藤寿弘, 安德拉斯·吉米斯, 罗纳德·C·杜邦, 德拉戈斯·卢卡 申请人:蒂科电子加拿大有限公司