专利名称：发光二极管灯泡组件和反射器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电灯，具体涉及带有LED光源的电灯。更具体而言，本发明涉及带有LED光源的电驱动式LED汽车前灯。
背景技术：
汽车前灯通常由白炽灯制成，然而现在一些由弧光放电光源来制成。最近，LED已经达到了充分的光量和光色，使得制造汽车前灯理论上成为可能。这种前灯与对比技术相比效率更高并且寿命更长。实际上，已经出现了许多采用LED光源的样车，但所得光束图(beam pattern)无法实现合法的光束图。因此，需要一种能够达到合法光束标准的LED基车前灯。
发明内容
一种反光灯组件可形成有反射器罩，其具有带规定反射面的反射器；该反射器形成有限定了贯通通道的壁。灯泡组件具有轴向延伸的柄部，该柄部支撑了横向于轴线延伸的头部，该头部具有大致线性延伸的第一区域，以及第一组LED，其安装成沿着该区域大致成一排，并且定向成在一个平面内朝向反射器。用于LED的电连接件延伸穿过该头部和柄部而到达组件外部，以用于电连接。灯座(base)在贯通通道中延伸，并且机械式地安装在光罩(opticalhousing)上，其中LED组件定向成面向反射面。
图1显示了多个LED式灯和反射器组件的透视图，其可提供汽车前灯光束。
图2显示了LED灯组件的透视图。
图3显示了LED灯头部和柄部组件的剖视图。
图4显示了投射扩展光束的等坎德拉图表。
图5显示了投射亮斑光束的等坎德拉图表。
图6显示了投射侧光束的等坎德拉图表。
图7显示了组合投射光束的等坎德拉图表。
具体实施例方式
车前灯组件10可形成有LED灯泡组件12和带有反射面16的反射器14。图1显示了多个LED式灯和反射器组件的透视图，其可提供汽车前灯光束。图2显示了LED灯组件的透视图。
LED灯泡组件12由轴向延伸的柄部18形成，该柄部18支撑了横向于轴线22延伸的头部20。在一个实施例中，柄部18和头部20具有T形的形状。头部20形成有大致线性延伸的第一区域24。该区域24可以具有平坦的、弯曲的、有小面的或阶梯状或者类似的形状，以便具有沿一条直线延伸的一系列区域，以便支撑一排LED光源26。表面为平坦的意思是，一排平坦面28或大致平坦面具有定向在公共平面内(±5度)的法线30。可以理解，在这些平坦面28的中间，连接表面可定向成其它样式。在一个优选实施例中，线性区域24包括一系列阶梯状平坦面28，这些阶梯段状的面具有法线30，其大致朝向公共点32成角度，或者处于公共点32的若干厘米范围内。在该优选实施例中，柄部18和头部20还形成了高热导率部分，这些部分相耦合或通常形成为可相互间有效地导热，并且进一步耦合在灯座36上，以便将热量从头部20传导至灯座36上。在一个优选实施例中，柄部18和头部20由铜或其合金形成。
在第一横向区域24上安装了第一组多个LED26，其大致沿着平坦面28安装成一排，并且在一个平面内朝向反射器14。LED26安装在平坦面28即大致平坦段或阶梯状面上，这视情况而定，因此从LED26中发出的光大致集中成平行于公共平面或仅偏离其较小角度(±5度)。将LED26定向成在公共平面内大致地指向，这简化了光学设计处理并且使LED26可模拟线性光源如典型的白炽灯丝。在一个更优选的实施例中，LED26进一步指向成具有公共点32(或处于公共点的若干厘米范围内)。可以理解，公共点32可以处于LED26的前面或后面，因此LED26所发出的光在光学上看起来是来自于公共点32，或者看起来经过了公共点32。因此LED26可模拟公共光源点。在该优选实施例中，LED26两两成对地紧密安装在公共平坦面28上。因此这些成对的LED26有效地作为单个较大LED来工作。通过足够数量的LED26安装成一排，可在公共平面内投射与灯丝或点光源所发出的相同或类似量(流明数)的光。这样，这排LED26就可模拟光学设计中的灯丝或点光源。
图3显示了LED灯柄部18和头部20组件的剖视图。LED26所用的电连接件38延伸穿过柄部18和头部20，而到达组件外部以用于电连接。在该优选实施例中，电连接件38经过形成于柄部18和头部20中的芯线通路或通道，并且在其中LED26安装在面28上的点处或其附近而在头部20上露出来。在第二端，电连接件38在灯座36附近从柄部18上露出来，在这里电连接件38可延伸或耦合至其它电连接件上，以便与外电源电连接。
柄部18和头部20由灯座36支撑。灯座36具有轴向截面构造，其在尺寸和形状上设置成覆盖了柄部18和头部20的轴向凸出部的相应截面尺寸和形状。在采用T行的柄部18和头部20的结构时，一种优选的灯座36具有椭圆形，其长轴42大于头部20的宽度，其短轴44大于头部20和柄部18的深度。灯座36可设置成其它形状，以便与形成于反射器14的罩中的容纳通道相配合。这样，柄部18和头部20可经过光罩通道，并且光罩或反射器14可与灯座36密封式地相配合。
在另一优选实施例中，头部20形成有类似的第二横向表面48，其大致定向成在与第一公共平面不同的公共平面内法线式地朝向。类似地，在第二表面48上安装了第二组LED50，其安装成大致沿着第二表面48形成相类似的一排，并且定向成在第二平面内朝向反射面。第二组电连接件52类似地形成，然而柄部18的公共芯线可用于安装在头部20的面24，48上的所有LED的公共接线。
因此，LED灯组件12连接在带有反射面16的反射器14上。因此，安装成一排并且通过公共点32定向的LED26可朝着反射面16发光，使得这些LED就象普通光源一样，例如模拟线性灯丝或模拟单点光源。反射器14设计成可将所接收的LED光投射到将根据所需光束图来照明的场内。这种反射器设计被视为一种设计选择。另外，用于场照明的最终光束图可由一个或多个这种LED灯泡组件12构建而成。在一个实施例中，汽车光束图由三个LED灯泡组件12构建而成。第一LED灯组件形成了扩展光束图，其大致在水平面处或其下延伸并且近似相等地扩展至每一侧。图4显示了投射扩展光束特征的等坎德拉图表。第二LED灯组件形成了亮斑光束图，其大致在水平面中心点处或略在其上延伸。图5显示了投射亮斑光束特征的等坎德拉图表。第三LED灯组件形成了路旁照明光束图，其大致在水平面之上延伸并且仅扩展至一侧。图6显示了投射侧光束特征的等坎德拉图表。这三种光束图组合起来形成了合法的欧洲前灯光束图。图7显示了组合投射光束的等坎德拉图表。因此，可以增加一排中LED的数量，或者增加排的数量，或者增加LED灯组件以及相关反射器的数量，使其足以构建具有所需流明量和所需光束图的光束图。可以理解，对各LED或成组LED的单独调节可通过电路来实现，从而提供了用于特定状态照明的主动光束造型。所包括的功能可以为远光和近光灯，雾灯和白天运行开灯，转向和其它警告信号指示，转向灯，等等。
在一个实施例中，三个灯组件构造成带有单个反射器主体并且与其相配合，该主体具有反射面的三个相应部分。各LED灯组件具有T形柄部和头部，并且带有两横排LED。柄部和头部由铜制成，并且具有用于LED光源供电连接的芯线通道。每个头部都包括两横排、每排具有十个平坦段。各平坦段具有通常定向成在各排LED公共平面内指向的法线。另外，这些法线通常指向用于那组LED的位于反射器上的相应公共点。在各平坦面上都安装了两个LED光源，其通过相应的平坦面而大致定向成与该公共平面大致平行地发光，更具体而言即朝向公共点发光。设有十个这样的阶梯，两个这样的线性排，每个阶梯使用了两个LED。因此，每排具有20个LED，每个LED灯泡组件具有40个LED。反射器部分为双锥形的非球面表面。垂直弯曲基本上为抛物线形，以便将光线引导成大致平行于水平面。水平弯曲在适当时可轴向扩展至左、右侧。第一LED灯和反射器部分组件提供了图4所示的光束扩展图。第二LED灯和反射器部分组件提供了图5所示的亮斑光束图。第三LED灯和反射器部分组件提供了成15度的不对称指状照明，以形成图6所示的路旁照明图案。这些LED灯和反射器组件组合起来提供了图7所示的车辆前灯光束图。当所有这三种图案组合起来时，所得结果就是合法的欧洲近光灯前灯图案。
尽管本文显示和描述了本发明的当前优选实施例，然而本领域的技术人员显然清楚，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的前提下，可以对本文进行各种变化和修改。
权利要求
1.一种灯泡组件，其包括轴向延伸的柄部，其支撑了横向于轴线延伸的头部，所述头部具有大致线性延伸的第一区域，第一组LED，其安装成沿着所述区域大致成一排，并且定向成朝向反射器，用于LED的电连接件，其延伸穿过所述头部和柄部而到达所述组件的外部，以用于电连接，和灯座，其带有将所述组件相对于光罩机械式地安装的连接机构。
2.根据权利要求1所述的灯泡组件，其特征在于，所述头部和所述柄部形成有高热导率材料所形成的部分，所述部分热耦合在所述灯座上。
3.根据权利要求2所述的灯泡组件，其特征在于，所述头部和所述柄部由铜或其合金形成。
4.根据权利要求1所述的灯泡组件，其特征在于，从所述LED引出的法线定向在共同面中。
5.根据权利要求1所述的灯泡组件，其特征在于，所述法线通常具有公共点。
6.根据权利要求4所述的灯泡组件，其特征在于，所述线性面包括多个平坦面，其具有定向在公共平面内并且通常具有公共点的法线，各自的LED安装在相应的平坦面中。
7.根据权利要求5所述的灯泡组件，其特征在于，所述线性面为阶梯状的，所述阶梯状面的法线大致朝向位于所述线性面前面的公共点而成角度。
8.根据权利要求5所述的灯泡组件，其特征在于，所述线性面为阶梯状的，所述阶梯状面的法线大致朝向位于所述线性面后面的公共点而成角度。
9.根据权利要求5所述的灯泡组件，其特征在于，所述灯泡组件具有第二横向区域，第二组LED，其通常安装成沿着所述第二横向区域成一排，并且定向成在第二平面内朝向反射器；和用于所述第二组LED的电连接件，其延伸穿过所述头部和所述柄部而到达所述组件的外部，以用于电连接。
10.一种反光灯组件，其包括反射器罩，其具有带规定反射面的反射器；所述反射器形成有限定了贯通通道的壁，灯泡组件，其具有轴向延伸的柄部，其支撑了横向于轴线延伸的头部，所述头部具有大致线性延伸的第一区域，第一组LED，其安装成沿着各自区域大致成一排，并且定向成在一个平面内朝向反射器，用于LED的电连接件，其延伸穿过所述头部和柄部而到达所述组件的外部，以用于电连接，和灯座，其在贯通通道中延伸，并且机械式地安装在光罩上，其中所述LED组件定向成面向反射面。
11.一种反光灯组件，其包括反射器罩，其具有各自带相应的规定反射面的多个反射器区域；各所述反射器区域形成有限定了各自贯通通道的相应壁，多个灯泡组件，其各自具有轴向延伸的柄部，其支撑了横向于轴线延伸的头部，所述头部具有大致线性延伸的第一区域，第一组LED，其安装成大致沿着所述区域成一排，并且定向成在一个平面内朝向相应的反射器，用于LED的电连接件，其延伸穿过所述头部和柄部而到达所述组件的外部，以用于电连接，和灯座，其在各自的贯通通道中延伸，并且机械式地安装在所限定的贯通通道的相应一个中，其中各个所述LED组件定向成面向各自的反射面。
12.根据权利要求10所述的反光灯组件，其特征在于，至少一个反射器区域提供了扩展光束图。
13.根据权利要求10所述的反光灯组件，其特征在于，至少一个反射器区域提供了亮斑图案。
14.根据权利要求10所述的反光灯组件，其特征在于，至少第一反射器区域提供了扩展光束图，其中至少第二反射器区域提供了亮斑图案；其中至少第三反射器区域提供了第三光束图。
15.根据权利要求11所述的反光灯组件，其特征在于，所述横向区域形成为一系列相邻面，各LED安装在各自的区域面上，各LED转向而朝向所述反射器的特定区域。
16.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述LED定向成面向所述反射器，并且背向所述反射器的光学聚焦点。
17.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，所述组件具有大致水平横向延伸的第二区域，其类似地支撑了第二组多个大致面向所述反射器的LED，其中所述第一组LED面向所述反射器的上半部，所述第二组LED面向所述反射器的下半部。
18.一种车灯组件，其包括前灯罩，其封闭了多个LED灯组件和反射器，其中各所述LED灯组件与相关的反射器成对地设置，各所述LED灯组件和反射器对提供了所述前灯光束图的大致单独的部分。
19.一种灯泡组件，其包括轴向延伸的柄部，其支撑了横向于轴线延伸的头部，所述头部具有大致线性延伸的第一区域，所述线性区域包括具有法线的多个平坦面，所述法线定向成经过公共平面附近和经过公共点附近，所述头部和所述柄部由铜或其合金形成，第一组LED，其安装成沿着所述区域大致成一排，并且定向成在一个平面内朝向反射器，所述LED安装在平坦面上，从所述LED引出的法线定向成经过公共平面附近，并且经过公共点附近，用于所述LED的电连接件，其延伸穿过所述头部和柄部而到达所述组件的外部，以用于电连接，和灯座，其带有将所述组件相对于光罩机械式地安装的连接机构；以及具有第二横向区域；第二组LED，其安装成沿着所述第二区域大致成一排，并且定向成经过第二平面附近朝向反射器，和用于所述第二组LED的电连接件，其延伸穿过所述头部和柄部而到达所述组件的外部，以用于电连接。
全文摘要
一种反光灯组件可形成有反射器罩，其具有带规定反射面的反射器；该反射器形成有限定了贯通通道的壁。灯泡组件具有轴向延伸的柄部，该柄部支撑了横向于轴线延伸的头部，该头部具有大致线性延伸的第一区域，以及第一组LED，其安装成沿着该区域大致成一排，并且定向成在一个平面内朝向反射器。用于LED的电连接件延伸穿过该头部和柄部而到达组件外部，以用于电连接。灯座在贯通通道中延伸，并且机械式地安装在光罩上，其中LED组件定向成面向反射面。
文档编号F21Y101/02GK1752512SQ20051010893
公开日2006年3月29日 申请日期2005年9月23日 优先权日2004年9月23日
发明者R·J·约翰森, P·R·利曼 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司