CN101625097A - 灯 - Google Patents

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Abstract

一种灯被提供。该灯包括灯壳体；发光二极管(LEDs)；主反射器，设置为与LEDs相对，用于将从LEDs发出的光向灯的前侧反射；子反射器，插置在LEDs和主反射器之间，并将从LEDs发出的光向主反射器反射和散射；LED元件组件，与子反射器平行地延伸并包括多个扁平部分，每个扁平部分对应于多个LEDs的一个，且相应的LED安装在所述扁平部分上，相邻的扁平部分通过至少一个台阶部分联接在一起；和中央部分，覆盖LED元件组件和LEDs，以使得LEDs不暴露于灯的前侧。

Description

灯
技术领域
根据本发明的设备和装置涉及灯，且更具体地涉及将发光二极管(LED)用作光源和/或使用光导板的灯。
背景技术
将LED元件用作光源的灯最近这些年被用作车灯。与白炽灯相比，LED元件在减小耗能方面具有优势。但是，由于光从LED元件输出的输出角小，当LED元件用作车灯时，LED元件需要被布置以增加灯的光发射面积。
例如，在日本专利未审查公开JP-A-2001-297609中描述的现有技术的灯包括大致圆形的反射器，该反射器具有第一和第二反射表面用于接连地反射从LED元件发出的光。在这种灯中，在第一反射表面上反射的光沿与光轴垂直的径向方向前进，如此反射的光被第二反射表面朝向发射光轴的相反方向反射，然后，光投射到灯的前侧上。以此方式，来自LED元件的灯由第一反射表面沿径向方向反射，光从第二反射表面反射的面积增加，灯的光发射面积整体被增加。
此外，在日本专利未审查公开JP-A-2003-59313中描述的现有技术的灯中，设置有带反射表面的反射器，该反射表面大致为平面，该反射器被布置为面对灯的前侧同时略微向下倾斜，LED元件被设置在直接位于反射表面下面的位置处。
在该灯中，从LED元件发出的光通过菲涅耳透镜形成为平行光束，该平行光束投射到反射器的反射表面上，被反射器反射的光朝向灯的前部投射。在该构造中，由于从LED元件发出的光可以投射到反射表面的大致整个表面面积上，灯能被构造为具有与反射表面面积相对应的宽的光发射面积。
以此方式，JP-A-2001-297609和JP-A-2003-59313的现有技术的灯与从LED元件发出的光是从灯简单地输出的情况相比而言对于增加光照面积是有利的。
但是，在JP-A-2001-297609所述的现有技术的灯中，由于第一反射表面被制成为大致圆锥形状，从而来自LED的光沿径向方向以平行光束的形式反射，要形成的灯的光分布模式变为大致圆形的光分布模式。由此，其缺点在于，难以将靠近中心的区域用作光发射表面。从该缺点来看，在JP-A-2001-297609中，需要用于照亮中心区域的分离的LED元件或第一和第二反射表面，并因而最终的构造很复杂。另外，在JP-A-2001-297609中描述的现有技术的灯中，由于灯的光发射表面限制于第二反射表面所在的区域，即，正交于光轴且在第一反射区域反射的光所在的平面(二维平面)，其缺点在于，难以将JP-A-2001-297609中描述的技术例如应用于水平光分布范围比垂直光分布范围宽且光发射表面垂直和水平地弯曲为三维平面的车灯中。
另一方面，在JP-A-2003-59313中描述的现有技术的灯中，尽管从LED元件发出的光通过菲涅耳透镜形成为平行光束，由于相对于平行光束倾斜的反射表面被制成为光发射表面，靠近和远离LED元件的部位之间的光程长度的差异直接导致反射表面上的亮度差异。因此，其缺点在于，难以在光发射表面上获得均匀的亮度。另外，由于反射器具有大致平的反射表面，灯的光发射表面限制于接近二维表面的表面，因此，如前所述，其缺陷在于，JP-A-2003-59313中描述的现有技术的灯难以应用于光发射表面以三维方式弯曲的情况。
另外，提出了一种现有技术的灯，其具有作为光发射单元的放置在灯壳体内的光导板。
该光导板是板状形状的并由透明树脂制成，在该树脂中，光输入其中以便全部地在其内表面上反射。导板被放置为使得，具有在灯前方作为光发射表面的大正方形面，和多个小反射元件的表面设置在光发射表面的后表面上。小反射元件具有被称作点刻部的圆锥形或棱锥形凹部。另外，光导板的正交于光发射表面的端面被制成为光输入表面，LED元件等的光源被设置为与光输入表面相对。当从LED元件发出的光通过光输入表面被引导到光导板的内部时，如此引导的光被小反射元件反射以便从光发射表面发出。这样的现有技术的灯例如在日本专利未审查公开JP-A-2000-251508中描述。
在JP-A-2000-251508中描述的光发射单元中，由于光导板形成为平的矩形板形状，从光导板的端面输入的来自LED元件的光被引导同时在光导板的内部直着行进。全反射切割部设置在光导板的后表面上。由于在光导板的内部引导的光被这些全反射切割部反射以便从光导板的前表面发出，光导板的前表面被构造为光发射表面。另外，在JP-A-2000-251508中，由于来自LED元件的光入射在矩形光导板的四侧的端面上，光被引导到几乎光导板的整个区域，由此，光可以以几乎均匀的亮度从整个表面反射。
在像前述任一灯那样的包括光导板发射单元的现有技术的灯中，其缺陷在于，难以在灯壳体内安装光导板的光发射单元(即，难以形成平板形状的光导板)。此外，另一缺陷在于，可用的LED元件的数量是有限的(即，难以从在如JP-A-2000-251508所述的光导板的一定端面输入LED元件的光)。在这样的情况下，光不得不仅从光导板的端面的一部分输入到光导板，且随着其发生，难以在光导板的整个表面区域上引导光。由此，难以以均匀的亮度照亮光导板的所有表面。
具体地，通常由于放置在灯前侧处的前罩形成为弯曲表面以顺应车体构造，当光导板的光发射单元安装在这样的灯的内部中，光导板需要根据前罩的曲率弯曲成二维或三维。另外，在光导板需要形成为非矩形的形状的情况下，存在这样的缺陷：来自LED元件的光必须仅从光导板的其中一个端面引导到光导板中。随着其发生，被引导到光导板内部中的光在光导板弯曲成二维或三维的部位处泄露到光导板的外部，因为在二维或三维弯曲部分处的光导板内表面不具有在其上的光的全反射。因而，光不能被引导到光导板的位于前面远方处的区域，从这些区域的光发射表面发出的光的量被减小。由此，光导板不能以均匀的亮度照亮在其整个表面区域上。因此，当从灯的前部看该灯时，在具有光导板的现有技术的灯中无法获得均匀照亮的区域，因此灯的照明效果降低。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种灯，其使光发射面积变大且使光发射表面形成为三维平面。
本发明的另一方面是提供一种灯，其通过包括光导板的光发射单元而在照明效果和外观方面得以改进，其中，该光发射单元允许在光导板的整个表面区域上实现均匀的光发射。
根据本发明的一个或多个方面，提供了一种灯，包括：
第一光发射单元，包括：
第一光源；
光导板，包括：
光输入表面，设置为与第一光源相对；和
弯曲的光发射表面，将来自第一光源并通过光输入表面的光发射；和
光学台阶，设置在光输入表面上并将来自第一光源的光沿光发射表面弯曲的方向折射。
根据本发明的一个或多个方面，还提供了一种灯，包括：
灯壳体；
多个发光二极管(LEDs)，设置在灯壳体内；
主反射器，设置为与LEDs相对，用于将从LEDs发出的光向灯的前侧反射；
子反射器，插置在LEDs和主反射器之间，并将从LEDs发出的光向主反射器反射和散射；
LED元件组件，与子反射器平行地延伸并包括多个扁平部分，每个扁平部分对应于多个LEDs的每一个，且相应LED安装在所述扁平部分上，相邻的扁平部分通过至少一个台阶部分联接在一起；和
中央部分，覆盖LED元件组件和LEDs，以使得LEDs不暴露于灯的前侧。
附图说明
图1是根据本发明第一示例性实施例的灯的前视图；
图2是沿图1的II-II线截取的垂直截面图；
图3是沿图1的III-III线截取的水平截面图；
图4是显示了图1的灯的示意性构造的分解透视图；
图5是图1的灯的光导板发射单元的放大透视图；
图6A和6B分别是图5的光导板发射单元的前视图和侧视图；
图7是根据本发明第二实施例的反射器发射单元的局部分解放大透视图；
图8A和8B是显示了反射器发射单元的反射光路径的示意图；
图9A是根据本发明第三示例性实施例的反射器发射单元的前视图；
图9B是根据本发明第四示例性实施例的反射器发射单元的前视图；
图9C是根据本发明第五示例性实施例的反射器发射单元的前视图；和
图10是根据本发明第六示例性实施例的反射器发射单元的透视图。
具体实施方式
[第一示例性实施例]
接下来，将描述本发明的第一示例性实施例。在图1至3中，灯壳体1包括能够安装在车体后部的右手侧上的灯主体11，该主体具有容器(vessel)状的形状，其在其前表面(前侧)中敞开。灯壳体1还包括附连至前开口的透明前罩12。前罩12具有突出到前部或沿左右方向突出的弯曲形状，以便顺应车体的滚圆形状，从而构成车的车体形状的一部分。第一示例性实施例的灯被构造为具有后灯功能和停车灯功能的多功能灯。相应地，光导板发射单元2(第一光发射单元)和反射器发射单元3(第二光发射单元)整体地并入在灯壳体1中，该光导板发射单元制成为后灯，其在夜间当车被驱动时发光，该反射器发射单元3制成为停车灯，其在制动时照亮。另外，尽管左手侧的灯的显示和描述在此被省略，由于与右手侧的灯横向地对称，在随后的描述中，“右”被读成“左”就可以用于左手侧灯的描述。
图4是第一示例性实施例的灯的一部分的局部分解透视图，其示出了光导板发射单元2和反射器发射单元3的示意性构造。光导板发射单元2包括板状光导板21和LED元件组件。光导板21具有宽度尺寸，当从灯的前部(即，从车的后部)观察时，该宽度随着光导板21在灯壳体1内从左下区域向右上区域延伸而逐渐减小，而沿厚度方向观察时，其翘曲以逐渐弯曲到后部。
LED元件组件22(第一光源)包括多个LED元件，这些LED元件被设置在光导板21的下端面的下侧上，以便面对光导板21的下端面。另外，在同一附图中，反射器发射单元3包括主反射器31和柄状(stem-shaped)中央部分32，该主反射器布置在光导板发射单元2后并制成为在几乎等于前罩12的整个表面的区域上延伸，该柄状中央部分设置为在主反射器31前侧的位置处水平地伸展。虽然在图4中未示出，但会在随后描述，中央部分32在其内侧包括LED元件组件33(第二光源)和子反射器34，该LED元件组件包括多个LED元件332，这些LED元件沿中央部分32的长度方向设置，该子反射器34被设置为与LED元件组件33相对(例如参见图7)。
图5是光导板发射单元2的一部分的放大透视图，图6A和6B是分别显示了光发射光导板2的总体构造的前视图和侧视图。
光导板21是这样的：透光的透明材料被制成为基本均匀的厚度并形成为弯曲形状，该弯曲形状适度地向右弯曲，而从前部观察时，其宽度尺寸随着光导板21从左下区域向右上区域延伸而逐渐减小。此外，当沿厚度方向观察时，光导板21形成为弯曲形状，其以适度的曲率沿前罩的弯曲内表面朝向灯的后部翘曲。光导板21的前表面制成为发射光的光发射表面21o，由于上述光导板21的弯曲构造，光发射表面21o制成为沿三维方向弯曲的形状。
多个小反射元件211设置在光导板21的背侧，用于反射被引导通过光导板21的光。小反射元件211包括圆锥或棱锥形小凹部，即所谓的点刻部，这些点刻部设置在光导板21的背侧的几乎整个区域上。另外，光导板21的左下区域的端面被构造为光输入表面21i。由透光材料制成的长台阶状板23靠近光输入表面21i放置，多个LED元件222沿台阶状板23的下侧上的台阶状板放置，以便经由台阶状板23面对光输入表面21i。在该示例性实施例中，LED元件222是红色的。LED元件222在细长的电路板221上带间隔地安装成排。此外，LED元件222支承在支承基板223上，并然后形成为LED元件组件22。虽然LED元件222可以设置为芯片形式或离散的LED元件的形式，从每个LED元件222发出的光的光轴Ox沿垂直方向取向。即，LED元件222的光输出轴相对于光输入表面21i垂直地取向。
台阶状板23由透明树脂形成为细长的板片状形状，并在其两个纵向端部处整体地支承在LED元件组件22的支承基板223上。台阶状板23的下表面制成为光学台阶231，用于折射来自各LED元件222的光，以使得当光被输入到光输入表面21i时，光的输入方向改变。在此，光学台阶231形成为分离的，以便与各LED元件222分别对应，且光学台阶由楔形台阶制成，这些台阶的输入表面以不同角度相对于从各LED元件222输出的光的光轴Ox倾斜。另外，在第一示例性实施例中，为了减小台阶状板23的厚度，每个光学台阶231形成为菲涅耳透镜。因而，为每个LED元件222设置多个楔形台阶231。例如，在该示例性实施例中，对于每一个LED元件222存在3个楔形台阶部231a。通过该构造，台阶状板23形成为锯齿构造，其中，设置有相同或相异倾斜的多个楔形台阶231a。
即，在每个光学台阶231中，光输入表面以一角度取向，该角度即，当光被光学台阶231折射时，由相应LED元件发射的光(将在以下描述)沿光导板的三维弯曲方向取向的角度，例如，如图6A所示，当从前方观察时，即以光取向为朝向光导板21的右上区域的角度。在此，台阶状板23形成为锯齿构造，其中，光学台阶231的各倾斜角度以阶跃形式从右向左增加，以使得，来自从前面看更靠左的LED元件发出的光的向右折射角度比来自从更靠右的LED元件发出的光的向右折射角度大。需注意，图6A是概念视图，其显示了每个LED元件222与单个光学台阶231对齐的构造，如此绘图是为了折射角度描述的简便。但实际上，如图5所示，每个光学台阶231由菲涅耳透镜制成，所示菲涅耳透镜对于每个LED元件222都具有多个楔形台阶231。
另外，光导板21沿厚度方向弯曲，沿每个光学台阶231的厚度方向的截面形状如图6B所示具有单坡截面形状，其中，光输入表面朝向前侧倾斜，以使得来自每个LED元件222的光沿厚度方向沿着光导板21的弯曲向上朝向后部指向。在此，光输入表面的向前取向的倾斜角度对于每个光学台阶231几乎相同。
在光导板发射单元2中，虽然从各LED元件222发出的光垂直向上地指向，以便输入到台阶状板23，输入到台阶状板23的相应光学台阶的光被各光学台阶231折射，以便从光导板21的光输入表面21i输入到光导板21的内部，如此输入的光然后向上引导到光导板21的内部中。由于如上所述光学台阶231形成为从前看时是锯齿构造，以及从侧面看时是单坡构造，被光学台阶231折射的光当从前看时如图6A所示向右上方指向，并当从侧面看时如图6B所示向后上方指向。然后，被引导到光导板21内部中的光在光导板21的前、后、左手侧和右手侧表面上内反射的同时被引导直到右上区域。以此方式引导的光在引导过程中在小光反射元件211上反射，由此，一部分如此反射的光朝向光导板21的前部反射以便在光导板21的前部从光发射表面21o输出到灯的前部。
随此发生，当光被朝向右上区域引导时，由于在光导板21内部中引导的光被光导板21吸收，或如此引导的光的一部分从光导板21的前、后、左手侧和右手侧表面泄露，被引导直到右上区域的光的量正常地减小。但是，在第一示例性实施例中，由于从光输入表面21i输入的光朝向与光导板21的光发射表面21o的三维弯曲方向匹配的方向指向，光入射的角度或光输入到光导板21用于在内表面(所述内表面诸如是弯曲的前和后表面以及左手侧表面和右手侧表面二者)上的内反射的角度可以大于临界角，由此使得可以抑制光泄露到光导板21的外侧。
另外，由于光导板21的宽度尺寸被制成为朝向右上区域逐渐减小，即使光的量减小，在右上区域中的光导板21的每单位面积的光的量(即，右上区域中的亮度)被保持一水平使得光导板21的右上区域和左下区域之间的亮度没有明显差异。此外，光导板21可以一方式形成，即，其厚度随着与光输入表面21i的距离增加而减小。随着这个发生，即使在远离LED元件222的位置处，从光发射表面21o发出的光的量更加难以减弱，由此，使得可以获得均匀的表面照明。由此，光能以均匀的亮度输出在光导板的整个表面区域上，由此，光导板21被用作在其整个表面上的亮光均匀的照明。
附带地，在图6A、6B中，在从各LED元件222发出的光沿光轴方向Ox输入到光输入表面21i的情况下，由于光的入射角或光如此输入使得用于投射在光导板21的弯曲左手侧内表面上的角度较大，没有全反射的光的量增加，由此，被引导直到右上区域的光的量显著地减小，并由此，更加难以明亮地照射右上区域。
图7是显示了反射器发射单元3的示意构造的局部分解透视图。还参考图2和3，主反射器31以一方式形成，首先，灯主体11的前表面形成为使得垂直截面具有反射表面构造，然后，在前表面施加诸如金属镀层或金属沉积这样的表面处理，所述金属诸如是铝。该主表面31包括多个单元反射表面311，这些单元反射表面311被设置为，主反射器31的水平截面具有与前罩12的水平弯曲构造匹配的阶梯状构造。
此外，参考图10，每个单元反射表面311水平地分为三个区域，这三个区域独自地构造小宽度反射表面311a。每个小宽度反射表面311a的前表面(即，反射表面)由反射台阶311b构成，这些反射台阶每个都具有大致突出的球面构造并且沿垂直方向设置。由于彼此邻接的小宽度反射表面311a的各反射台阶311b被设置为彼此相对于垂直方向对齐在位，当从前观察主反射器31时，各反射台阶311b设置为网格状阵列。通过这样，即使各单元反射表面311被制成为反射表面，这些反射表面将投射在其上的光反射成光锥(pencil of light)，该光锥大致平行于垂直方向，同时，各单元反射表面311被制成为反射表面，这些反射表面将投射在其上的光通过各反射台阶311b垂直和水平地散射。另外，至于多个单元反射表面311的取向，虽然放置在灯的靠近车中心的侧面上的单元反射表面311朝向前方向取向，其中，灯安装在该车上，且放置在灯的靠近车外侧的侧面(在该示例性实施例中，灯的右手侧的侧面)上的单元反射表面311被设置为使得，更靠右放置的单元反射表面311取向为更向右。具体地，在前罩12延伸为转向车的侧面区域的情况下，主反射器31的单元反射表面311被形成为延伸至前罩12回转的区域。
回到图7，形成伪反射器的延伸部312被设置为整体地围绕主反射器31的周边延伸。光导板发射单元2的光导板21的下端部、LED元件组件22和台阶状板23通过延伸部312下部区域中的缝隙313而设置在延伸部312的下面。由于这些构件被延伸部312隐藏，它们被防止通过前罩12暴露于外部。另外，缝隙313还被防止通过装饰板24暴露于外部(参考图2)。需注意左手侧灯具有与前述相反的构造。
中央部分32被制成为沿水平的左右方向沿着一条线较长地延伸，该线将主反射器31的各单元反射表面311的焦点(在构造每个单元反射表面的垂直截面的抛物线表面中的焦点)位置附近的位置水平地连接在一起。另外，顺着沿灯光轴Lx方向的中央部分32的截面形成为一构造，其中，中央部分32以V形在其背侧敞开朝向灯的后面，中央部分32在其两个端部部分处沿一方向固定至延伸部312的左手侧和右手侧壁，中央部分32沿该方向延伸。为了以此方式固定中央部分32，使用了在图中未示出的锁定构造或利用螺钉等的固定构造。中央部分32由此相对于主反射器31对齐，即，中央部分32位于基本靠近单元反射表面311的焦点位置的位置。
中央部分32的前表面321具有沿垂直方向略微凹进的截面构造，与主反射器32一样，在前表面321上进行用于反射光的表面处理。在另一方面，水平细长的电路板331放置在中央部分32的V形内部的背侧上，以便沿阶梯的形式突出，其中，多个扁平部分331a经由相应的台阶部分331b以与主反射器31的各单元反射表面311水平布置地间隔相等的间隔连接在一起，以便与各单元反射表面311的前表面间隔一相等距离。电路板331整体地支承在中央部分32上。在此，电路板331通过连结或利用螺钉而沿长度方向在多个位置中固定地支承在中央部分32上。电路板331的多个扁平部分331a的每一个上都安装有单个光发射LEDss332，该LED的光输出方向沿朝向背侧的方向取向。LED332构造了LED组件33(第二光源)。这些LED元件332可以芯片或离散的LED元件的形式设置，LED元件332的数量比光导板发射单元2的LEDss222的数量大，由此LED组件33构造为总体上以高照明强度照明的光源。但是，替换地，可在多个扁平部分331a的每一个上安装有多个LED元件222。
子反射器34被设置为在一位置沿中央部分32水平地延伸，该位置位于LED组件33的背侧且从各LED元件332发出的光投射到该位置上，该子反射器沿其长度方向用螺钉等多个位置地支承在电路板331上。子反射器34以阶梯形式弯曲以便确保各LED元件332和子反射器34之间的相等间隔，以由此形成为具有柄状构造，该柄状构造具有水平窄宽度。辅助反射表面341形成在沿光轴方向与各LED元件332相对的位置中。辅助反射表面341每个都具有水平折叠的V形截面，用于反射从LED元件332发出的光，其各前表面是被处理为光反射表面的表面。这些辅助反射表面341被制成为相对于垂直方向以相对大的角度反射从各LED元件332发出的光，以使得如此输出的光投射到位于其后侧的主反射器31的上部和下部区域上。即，辅助反射表面341朝向主反射器31的除灯光轴Lx的附近区域之外的各单元发射表面311反射光，即，以便散射，从而拓宽光锥的宽度。
由于辅助反射表面341每个都形成为具有弯曲表面，该表面沿朝向各垂直上和下背侧的方向倾斜并制成为略微地凸出，从各LED元件332发出的光沿垂直方向反射同时散射。随着这个发生，由于从LED元件332发出的光最初反射同时略微地散射，即使辅助反射表面341形成为平的平面，被辅助反射表面341反射的光可以被制成散射光。另外，子反射器34可直接支承在中央部分32上。通过使用该构造，在该示例性实施例中，不仅电路板331和安装在其上的LED元件332而且子反射器34被覆盖以被中央部分32隐藏，以便在试图从灯的前部观察电路板331、LED元件332和子反射器34时，不暴露于外侧或不能从外侧看到。
在图8A、8B中分别示出了反射器发射单元3的水平和垂直光路径。从各LED元件332朝向灯的背侧发出的光在子反射器34的各辅助反射表面341上反射。但是，随着这个发生，由于子反射器34的前表面向前和向后倾斜，光被反射以便沿垂直方向以相对大的角度扩展。在另一方面，对于水平方向，光沿朝向输出光的地方的方向反射。
被子反射器34反射的光投射在主反射器31上，光在该主反射器上沿向前方向反射，以便通过前罩12输出到尾灯的前部，即，输出到机动车的后部。随着这个发生，从各LED元件332发出并在子反射器34上反射的光投射在主反射器31的各LED元件332的相应单元反射表面311上，以便在各单元反射表面311上反射。随着这个发生，在各单元反射表面311上反射的光形成几乎平行的光锥，该光锥大致指向灯的前部，因为构成单元反射表面311的小宽度反射表面311a的垂直截面每个都具有抛物线表面构造。随着这个发生，由于小宽度反射表面311a每个都由许多反射台阶311b形成，形成的光锥沿水平方向和垂直方向略微散射。随着这个发生，特别相对于垂直方向，由于从LED元件332发出的光投射到主反射器31的除了主反射器31的灯光轴Lx附近区域之外的区域上，如此投射的所有光在单元反射表面311上反射，以便沿朝向灯的前部的方向输出。因此，不存在来自LED元件332的光投射到主反射器31的灯光轴Lx附近的区域上的情况，且在那里反射的光被子反射器34或中央部分32干扰，由此，光不会沿朝向灯的前部的方向输出，由此光的使用效率减小。当从灯的前部观察时，在灯中产生照明状态，其中，主反射器31和中央部分32组合得来的区域被照亮。
由于单元反射表面311每个都具有抛物线垂直截面，被各单元反射表面311反射的光的大多数形成几乎平行光的光锥，该光沿朝向灯的前部的方向指向。相对于水平方向，由于单元反射表面311每个都具有线性水平截面，从LED元件332发出的光被反射，且保持光锥的形式，其中，其从LED元件332输出并在反射后保持同一形式。随着该反射发生，由于小宽度反射表面311a每个都由许多反射台阶311b构成，这些反射台阶每个都具有突出的表面构造，光被散射同时被反射。因此，产生主反射器31的单个单元反射表面311被单个LED元件332照亮的照明形式，并且此外，可以实现在主反射器31的除了阴影区域之外的整个表面上的均匀照明，这些阴影区域在主反射器的灯光轴Lx附近形成。
另外，以此方式，通过反射来自LED元件332的光以使得光通过子反射器34被垂直地划分并通过使如此反射的光投射到主反射器31上，光能在主反射器31的宽广的区域上投射，即使LED元件332和主反射器31之间的空间尺寸很小。由此，沿着灯光轴Lx的反射器发射单元3的尺寸可以减小，这对于实现尾灯厚度减小是有利的。具体地，即使在并入有第一示例性实施例中描述的光导板发射单元2的尾灯中，沿灯光轴方向的尺寸可以减小，由此可以减小灯的厚度。
此外，由于电路板331通过多个扁平部分331a沿左右方向水平地延伸，LED元件332安装在该多个扁平部分331a上并经由相应的台阶部分331b连接在一起，LED元件332可以安装在各扁平部分331a上，且它们的光轴方向朝向灯光轴Lx取向。另外，通过按需要设计的台阶部分331b，多个LED元件332可沿主反射器31的水平弯曲构造而定位在三维平面上，即，沿各单元反射表面311的焦点位置。由此，在每个LED元件332中，实现在电路板331的水平长度范围上的广泛延伸的照明，该照明同时保持垂直光分布特性，且该照明具有均匀的亮度。由此，反射器发射单元3特别地应用于光发射表面具有三维平面的灯，该平面与机动车的车体形状匹配。
在另一方面，在每个单元反射表面311中，存在一区域，其中，来自每个LED元件332的光不投射在与子反射器34相对的区域中，该区域包括LED元件332的照明光轴Ox。在该区域中不存在来自主反射器31的反射光，由此，当从前部观察尾灯时，该部分构造为阴影部分。但是，由于该区域是最初没有为灯的照明作贡献的区域，这在增强光的使用效率方面有利。
此外，在两个垂直端部(即，每个单元反射表面311的上部区域和下部区域)处反射的光的一部分，由于在反射台阶311b处的漫反射而较大程度地向下或向上反射，如此反射的光然后投射到中央部分32的前表面321上。由于中央部分的前表面321形成为具有凹进或凹形表面构造的反射表面，光在前表面321上反射以便指向灯的前部。由此，当从前部观察灯时，在各单元反射表面311上反射的反射光和在中央部分32的前表面321上反射的反射光彼此成为一体，以便通过前罩12输出到灯的前部。当从灯的前部观察时，形成一产生在灯中的照明状态，其中，由主反射器31和中央部分32的组合形成的区域被照亮。通过这样，在主反射器31的光轴附近并且在子反射器34处反射的反射光没有投射到的暗区被在中央部分32处反射的反射光照亮，由此，形成暗区的风险被消除。从而，可以获得具有均匀亮度的照明，该照明通过将主反射器的整个表面用作光发射表面而在大的光发射面积上延伸，且该照明在主反射器31的整个表面上亮度均匀，并且由于从中央部分32的反射能够用于消除可能形成的暗区而没有暗区。
在第一示例性实施例的包括光导板发射单元2和反射器发射单元3的灯中，当车辆在夜间驱动时，用作第一光源的LED元件222照明。从LED元件222发出的光在台阶状板23上的光学台阶231上折射，并从光输入表面21i输入到光导板21中并在此之后在其内部被引导，该光输入表面是光导板的下端面。另外，如此引导的光在小反射元件211处从光导板21的光发射表面21o输出。随着这个发生，如前所述，由于被光学台阶231折射并在光导板21的内部中被引导的光指向的方向与光导板21的光发射表面21o的三维弯曲构造匹配，在光导板21内的内反射增强以便减小来自光导板21的侧向表面和后表面二者的光的泄露。这增强了光导板21内的光引导效率，在光导板的弯曲右上区域处的光发射表面21o的光输出效率也得到了增强。
另外，由于光导板21的光发射表面21o被赋予一构造，其中，宽度尺寸朝向右上区域逐渐减小，右上区域的表面面积变得比左下区域的小，由此，即使在光导板21的内部中引导光时产生光减弱，每单位面积的光输出效率可以大致相同，由此，光以在光导板21的整个表面上几乎相同的亮度输出。另外，没有被光导板21中的小反射元件211反射的光和没有在光导板21的内表面上反射的光不仅从前和后表面而且从左手侧和右手侧横向表面输出，以便构成灯内从光导板21水平和垂直散射的光，由此当从左手侧或右手侧或顶部或底部侧观察灯时，可以看出光导板21被照亮。这形成了光导板21以几乎均匀的亮度照亮在整个表面上的形式，由此，灯在优良设计的照亮形式中发光。
在另一方面，当进行车的制动时，用作第二光源的LED元件332照亮。从各LED元件332发出的光在子反射器34的辅助反射表面341上以大角度垂直地散射并沿朝向光最初地输出的位置的方向水平地反射。通过该反射，来自各LED元件332的光投射到小宽度反射表面331上，然后被各自地反射。大多数光沿朝向灯的前部的方向反射，然后沿朝向灯的前部的方向通过前罩12被输出。随着这个发生，当从灯的前部观察时，叠加有光导板21的区域中，来自反射器31的光沿厚度方向通过光导板21并随后从前罩12输出。另外，在主反射器31的上部区域和下部区域上反射的光指向中央部分，并然后在中央部分32的反射表面321上反射。然后，如此反射的光指向灯的前部并且然后通过前罩12输出。通过这个，由于从主反射器31发出的光和从中央部分32发出的光被组合在一起，以便从前罩12输出，当从前部观察灯时，形成这些区域总体上明亮地照明的状态，由此，反射器发射单元3照亮作为停车灯，该停车灯以比光导板发射单元2更高的照明强度照明。
此外，在第一示例性实施例中，当灯照亮作为尾灯时，灯以一状态照亮，即，光导板21在其整个表面上照明，而当灯照亮作为停车灯时，该灯以一状态照亮，即，主反射器31和中央部分32照明。通过该构造，光在照亮时的照明样式在尾灯和停车灯功能之间改变，随后的车则被允许通过不同的照明样式容易地识别用于尾灯功能和停车灯功能的照明。除了以上之外，由于灯被用作尾灯时照明通过光导板21实现，灯以一方式照亮，以便输出柔光，并由此，随后的车不会有炫目的情况。由于当灯被用作停车灯照亮时照明通过主反射器31照亮，该主反射器将许多LED元件322用作光源，灯以一方式照亮，即输出具有高照明强度的光，并由此，可以确保将正在进行制动的指示给与随后的车。
附加地，在第一示例性实施例中，中央部分32的截面形状沿横向方向制成为V形开口，前表面321被制成为凹进表面。由此，在前表面321上反射的光沿灯光轴Lx投射。但是，当在前表面321上反射光时，可能在前表面321的顶点处产生不均匀的样式(即，线性照亮或阴暗样式)。在这种情况下，如果中央部分32的截面形状被制成为弯曲形状，诸如半圆形状或半椭圆形状，在中央部分32的前侧处反射光的散射方向变得在宽范围内基本均匀，由此，这样的不均匀样式不会产生。
此外，中央部分32不是必须相对于主反射器31的垂直方向放置于中央位置。即使中央部分32放置在与中心偏离的一位置处，如果灯具有这样的构造，即，从LED元件332发出的光在要向主反射器31投射的子反射器34上反射且光通过主反射器31反射并朝向灯的前侧投射，本发明也可应用于这种构造。
另外，尽管没有示出，主反射器的小宽度反射表面311a的反射台阶311b的构造不限于在第一示例性实施例中实现的突出球状表面，并由此，可以使用半柱形反射台阶，其垂直截面具有凸起或突出的构造。
[第二示例性实施例]
尽管在第一示例性实施例中，光导板的光发射表面被示出为具有一构造，其中，当从前部观察尾灯时，光发射表面从左底部区域向右顶部区域和向后区域曲线地弯曲，本发明还等效地应用于光学台阶的构造改变为与光导板的不同前表面构造匹配的情况。例如，根据图9A所示的第二示例性实施例的光导板21A具有一构造，其中，光导板21A沿水平方向大致对称并沿三维方向弯曲，以使得光导板21的宽度尺寸从下部向上部逐渐减小。在光导板21A的情况下，在台阶状板23A的中央部分处的光学台阶具有一构造，其中，没有光折射，以使得来自LED元件的光垂直向上地指向，而在其左和右侧的光学台阶是给定的构造，其中，来自相应LED元件222的光折射，以便朝向光导板21A的中心逐渐倾斜。
[第三示例性实施例]
替换地，在如图9B所示的第三示例性实施例中，光导板21B形成为具有一构造，其中，光导板21B沿三维方向弯曲以便以大致相等的宽度尺寸倾斜地延伸。在光导板21B的情况下，台阶状板23B的各光学台阶可形成为具有相同构造以使得光沿同一方向折射。在第三示例性实施例的情况下，由于光学台阶不是必须形成为具有锯齿构造，台阶状板23B被构造为简单的斜板。
[第四示例性实施例]
虽然在第一、第二和第三示例性实施例中，光学台阶制成为台阶状板并被构造为与光导板分开的构件，如图9(c)所示的第四示例性实施例所示，还可以将光学台阶231整体地形成在光导板21的光输入表面上。通过使用该构造，避免了台阶状板的必要性，这对于减少构成部件的数量是有利的。替换地，如第一、第二和第三示例性实施例的形成为与光导板21分开的台阶状板可以整体地结合或连结至光导板的光输入表面，这对于简化构造是有利的。
本发明的光导板发射单元的光导板不限于具有在第一、第二、第三和第四示例性实施例中示出的构造。本发明等效地应用于包括光导板的光发射单元，该光导板的侧边的形状为曲线或直线地弯曲，或该光导板沿其厚度方向曲线地弯曲，在该光导板中，来自光源的光从其一个端面输入到光导板的内部以便被引导通过其中。此外，尽管没有示出，在光导板三维地弯曲的情况下，且在使用光导板弯曲以便沿其厚度方向扭转以与前罩的三维曲率匹配的构造的情况下，对应于各LED元件的光学台阶可以仅选取这样的构造，其中，在光学台阶处的光折射方向与光导板的曲线构造匹配。
根据本发明的一个或多个阐释性方面，提供了一种灯，包括：
光导板发射单元，包括：
第一光源；
光导板，包括：
光输入表面，设置为与第一光源相对；和
弯曲的光发射表面，从光输入表面输入并通过光导板的光通过该弯曲的光发射表面发射；和
光学台阶，设置在光输入表面上并将输入的光沿光发射表面弯曲的方向折射。
根据阐释性方面，由于从LEDs发出的光通过子反射器散射和反射，然后通过主反射器反射，以便朝向灯的前部发射，主反射器的实质反射表面可以增加，由此使得可以提供具有大光发射面积的灯。另外，由于安装有LEDs的基板通过将多个扁平部分与台阶部分连接在一起而延伸，光发射表面可以沿基板延伸的方向而延伸，而光发射表面可以形成为三维平面，由此本发明可被用于光发射表面弯曲的灯。此外，设计部分(中央部分)覆盖基板和LEDs，以便不从灯的前部暴露，并且还由于设计部分覆盖没有构成主反射器的反射表面的区域，可以改善灯的美学外观。
此外，子反射器可适于将沿垂直于设计部分的延伸方向的方向从LEDs发射的光反射，同时使光广泛地散射，主反射器包括多个单元反射表面，这些单元反射表面阶梯地布置以便沿着灯壳体的前罩的弯曲构造。在该情况下，沿垂直于设计部分的延伸方向(与基板的延伸方向或LEDs的布置方向相同)的方向的光分布区域变大。此外，即使光延伸为到达灯的侧部(诸如沿水平方向明显弯曲的前罩)，主反射器的反射表面也可以设置在如此弯曲的区域上，并且灯可以在包括该弯曲区域的区域上均匀地发光。
此外，设计部分可包括在其前侧处的反射表面，主反射器可包括反射台阶用于将一部分反射光向设计部分的反射表面反射。由于被主反射器反射的光的一部分在设计部分的前表面上反射，可以获得一种灯，其中，主反射器和设计部分二者用作光发射表面，由此，没有产生阴暗部分且光可以在较大的区域上发射。
此外，根据本发明的阐释性方面，基板可适用于支承在设计部分上，子反射器可以支承在基板上或设计部分上，设计部分可包括在延伸方向的端部处的固定部分，且设计部分的固定部分可以支承在灯的固定部分上以便相对于主反射器定位。
灯的固定部分不限于主反射器，只要设计部分相对于主反射器被固定地支承，固定部分可以是灯主体或伪反射器(诸如延伸部)，该伪反射器与主反射器一体地形成。
由于基板和子反射器直接或间接地支承在设计部分上，且设计部分以一状态被支承，即设计部分相对于主反射器定位，从而安装在基板上的LEDs和子反射器相对于主反射器定位，由此，可以获得一种具有所设计的光分布样式的灯。
根据本发明的一个或多个阐释性方面，提供了一种灯，包括：
灯壳体；
多个LEDs，设置在灯壳体内；
主反射器，设置为与LEDs相对，用于将从各LEDs发出的光向灯的前侧反射；
子反射器，插置在LEDs和主反射器之间，用于将从LEDs发出的光向主反射器反射同时使光散射；
基板，与LEDs一起延伸并具有多个扁平部分；
设计部分，覆盖基板和LEDs以便使它们不暴露于灯的前侧，
其中，扁平部分经由至少一个台阶部分连接至彼此，
其中，至少一个LEDs安装在扁平部分上，和
其中，设计部分沿基板延伸的方向延伸。
在此，光发射表面的弯曲形状表示一种形状，其中，光发射表面不是平的形状而是相对于水平方向和垂直方向的至少一个弯曲的形状。
根据本发明的其它阐释性方面，当从第一光源发出的光从光输入表面输入时，光通过光学台阶朝向光发射表面的弯曲方向折射。由于由此折射的光被引导通过光导板，光从光导板的泄露可以被抑制，且光可以有效地引导至远离光输入表面的区域。由此，可以在光发射表面的整个表面区域上增强均匀的光发射。因而，可以获得具有均匀亮度的光发射表面并且可以获得具有改善的照明效果和外观的灯。
附带地，光导板的光发射表面的宽度尺寸可以随着与光输入表面的距离增加而逐渐减小。因而，即使随着光在光导板的内部中引导而光的强度减弱的情况下，每单位面积的光发射表面的亮度可以相等。
此外，第一光源可以是多个LED元件，这些LED元件沿光输入表面设置，光学台阶可以是多个光折射构件，光折射构件的数量可以与LED元件的数量相同。在此，光学台阶形状可以彼此相同或不同。此外，光学台阶可以与光导板分离或形成一体。在这种情况下，即使第一光源具有多个LED元件，来自各LED元件的光可以朝向光发射表面的弯曲方向引导，由此，光引导效率或光发射效率可以增强以便获得明亮的光发射表面。
此外，灯还可以包括灯壳体，该灯壳体包括：灯主体和弯曲前罩，附连至灯主体的前侧；安装在灯壳体内的第一光发射单元；和弯曲以便顺应前罩的光导板的光发射表面。即使光导板的光发射表面被设计为沿灯的前罩弯曲，光导板的光发射表面可以以均匀的亮度照亮，由此，灯的照明效果和外观得以改善。
此外，灯还可以包括第二光发射单元，安装在灯壳体内，该第二光发射单元包括：第二光源；和反射器，被设置为沿一定区域延伸以便与前罩相对并适用于将从第二光源发出的光向灯的前侧反射，其中，光导板被设置为，当从灯的前部观察时，在反射器前侧的一位置处与反射器局部地重叠。
通过选择性地使反射器发射单元和光导板发射单元照亮，一个灯可以以不同的光发射形式照亮，由此，一个灯可用作具有不同功能的灯，灯的设计由此被增强。
虽然已经参考本发明的一定示例性实施例进行显示和描述，本领域的技术人员应理解，可以在不偏离由所附权利要求限定的本发明精神和范围的情况下作出形式和细节上的各种变化。

Claims (12)

1、一种灯，包括：
灯壳体；
多个发光二极管(LEDs)，设置在灯壳体内；
主反射器，设置为与LEDs相对，用于将从LEDs发出的光向灯的前侧反射；
子反射器，插置在LEDs和主反射器之间，并将从LEDs发出的光向主反射器反射和散射；
LED元件组件，与子反射器平行地延伸并包括多个扁平部分，每个扁平部分对应于多个LEDs的一个，且相应的LED安装在所述扁平部分上，相邻的扁平部分通过至少一个台阶部分联接在一起；和
中央部分，覆盖LED元件组件和LEDs，以使得LEDs不暴露于灯的前侧。
2、如权利要求1所述的灯，
其中，子反射器将沿垂直于中央部分的延伸方向的方向从LEDs发出的光反射和散射；
其中，灯壳体包括前罩；和
其中，主反射器包括多个单元反射表面，所述单元反射表面阶梯地布置以便顺应灯壳体的前罩的轮廓。
3、如权利要求1所述的灯，
其中，中央部分包括在其前侧上的反射表面，并且
其中，主反射器包括多个反射台阶，所述反射台阶布置为阵列并将光的一部分朝向灯的前部反射。
4、如权利要求1所述的灯，
其中，LED元件组件支承在中央部分上；
其中，子反射器支承在LED元件组件或中央部分上；
其中，中央部分包括在中央部分沿延伸方向的端部处的固定部分，并且
其中，所述固定部分支承在灯的固定部分上以便相对于主反射器定位。
5、一种灯，包括：
第一光发射单元，包括：
第一光源；
光导板，包括：
光输入表面，设置为与第一光源相对；和
弯曲的光发射表面，将来自第一光源并通过光输入表面的光发射；和
光学台阶，设置在光输入表面上并将来自第一光源的光沿光发射表面弯曲的方向折射。
6、如权利要求5所述的灯，
其中，光导板的弯曲的光发射表面的宽度尺寸随着与光输入表面的距离增加而逐渐减小。
7、如权利要求5所述的灯，
其中，第一光源包括多个发光二极管(LED)元件，这些元件平行于光输入表面设置，
其中，光学台阶包括多个光折射构件。
8、如权利要求7所述的灯，
其中，光折射构件的数量与LED元件的数量相同。
9、如权利要求5所述的灯，还包括
灯壳体，包括：
灯主体；和
弯曲的前罩，附连至灯主体的前侧，
其中，光导板安装在灯壳体内，和
其中，光导板的弯曲的光发射表面弯曲以便顺应前罩。
10、如权利要求9所述的灯，还包括：
第二光发射单元，安装在灯壳体内，并包括：
第二光源；和
反射器，设置为与前罩相对并适于将从第二光源发出的光向灯的前侧反射，和
其中，光导板被设置为，当从灯的前部观察时，在反射器前侧的一位置中与反射器局部地重叠。
11、如权利要求9所述的灯，还包括：
第二光发射单元，安装在灯壳体内，该第二光发射单元包括：
多个发光二极管(LEDs)，设置在灯壳体内；
主反射器，放置为与LEDs相对用于将从LEDs发出的光向灯的前侧反射；
子反射器，插置在LEDs和主反射器之间，并将从LEDs发出的光向主反射器反射和散射；
LED元件组件，与子反射器平行地延伸并包括多个扁平部分，每个扁平部分对应于多个LEDs的一个，且相应的LED安装在所述扁平部分上，相邻的扁平部分通过至少一个台阶部分联接在一起；
中央部分，覆盖LED元件组件和LEDs，以使得LEDs不暴露于灯的前侧，
其中，第一光发射单元位于第二光发射单元和灯壳体的前罩之间。
12、一种灯，包括：
灯壳体；
反射器发射单元，包括：
发光二极管(LED)组件，包括多个反射表面和多个第一LEDs，每个反射表面具有一个安装在其上的第一LED，相邻的反射表面通过反射台阶部分连接在一起；
主反射器，包括多个单元反射表面和延伸部，所述单元反射表面设置为网格状阵列并将来自第一LEDs的光向灯壳体的前部反射，所述延伸部围绕所述多个单元反射表面的周边延伸并包括在其中的缝隙；
子反射器，设置在LED组件和主反射器之间，并包括多个辅助反射表面，所述辅助反射表面将来自第一LEDs的光向主反射器反射和散射；和
中央部分，设置在LED组件和灯壳体的前部之间以便覆盖LED组件；和
光导板发射单元，包括：
多个第二LEDs；
光导板，包括：
光输入表面，设置为与第二LEDs相向；和
弯曲的光发射表面，该弯曲的光发射表面将来自第二LEDs并通过光输入表面的光朝向灯壳体的前部发射；和
台阶状板，包括多个光学台阶，该台阶状板设置在光输入表面上并将来自第二LEDs的光沿弯曲的光发射表面的弯曲方向折射，
其中，弯曲光发射表面的一部分延伸通过主反射器延伸部中的缝隙。
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