CN101799141B - 装配棱镜的用于车辆的照明单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的照明单元，包括：发光元件；包括开口的外部壳体，所述发光元件安装在该外部壳体上；设置在所述发光元件与开口之间的棱镜，该棱镜包括设置在所述开口处的顶部、从该顶部连续的主体部分、从主体部分连续的凸缘部分以及在顶部与主体部分之间的边界处的镜台。

Description

装配棱镜的用于车辆的照明单元
相关申请的引用
本申请要求2009年2月5日提交的日本专利申请No.2009-025014的优先权，其整个主题结合于此以供参考。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的照明单元，并且尤其涉及装配有筒灯(down light)棱镜的用于车辆的照明单元。
背景技术
在JP-U-H05-12282中描述的现有的用于车辆的照明单元旨在输出微弱的聚光并且防止强光。出于这个目的，现有的照明单元包括具有狭槽的盖和具有凸出部分的透镜。由于透镜的凸出部分插入到盖的狭槽中，所以从光源发射的光通过该凸出部分，并且从指定的表面输出为微弱的聚光。而且，该现有的照明单元包括设置在凸出部分的外表面上和狭槽的内表面上的光扩散元件，以便防止强光。
然而，该相关的照明单元要求在光源和透镜之间的短的距离。另一方面，在光源安装在基板上的情况下，光源与指定表面之间的距离变长。这就是为什么在现有技术中光源不能安装在基板上的原因。
为了设法解决上述问题，本申请人考虑了另一个现有的照明单元。图3是现有的用于车辆的照明单元的展开透视图。在该现有的照明单元中，通过利用棱镜来扩大在光源与透镜之间的距离，使光源能够安装在基板上。该现有的照明单元100按从上到下的顺序包括基板20、筒灯棱镜35、外部壳体45，以及三头开关旋钮50。基板20、筒灯棱镜35(下文中称作为棱镜)以及三头开关旋钮50安装在外部壳体45上。在该基板20上，安装发光元件20L(在本实例中，发光二极管：LED)。
在LED 20L安装在基板20上的情况下，该LED 20L安装有开关等。由于开关的尺寸大于LED 20L，所以LED 20L在基板20上的位置远离设置发射孔的指定表面。因此，棱镜35将从LED 20L发射的光引导至发射孔中，以便减小发射孔的尺寸。
然而，根据关于上述的其中棱镜引导射出的光的现有发光单元的仔细检验的结果，本申请人发现存在由于光对准不希望的方向而引起在照明区域中的照明不均。
发明内容
本发明设法解决上述问题。对于其中LED安装在基板上并且棱镜引导从该LED发射的光的装配棱镜的照明单元来说，本发明防止了光对准不希望的方向并且从而防止了在照明区域中的照明不均。
本发明的示例性实施例是用于车辆的照明单元，包括：发光元件；具有开口的外部壳体，所述发光元件安装在该外部壳体上；设置在所述发光元件与开口之间的棱镜，该棱镜包括设置在所述开口处的顶部、从该顶部连续的主体部分、从该主体部分连续的凸缘部分以及在顶部与主体部分之间的边界处的镜台(stage)。
根据本发明上述的实施例，由于在镜台处被棱镜反射的光没有朝向开口，所以可以防止光对准在不希望的方向上。因此，可以防止照明不均。而且，由于该棱镜的形状能够使工作人员轻易地操纵该棱镜，所以与现有技术的小圆柱棱镜相比，提升了可操作性。
根据本实施例的另一方面，该棱镜的镜台具有矩形盒子的形状。由于该矩形盒子的形状，即使被放置在倾斜位置上，该棱镜也不会滚动。
根据本实施例的再一方面，棱镜的一体模制使其很容易形成用于防止随机反射的棱镜。
附图说明
图1是根据本发明的用于车辆的照明单元的示例性实施例的展开透视图。
图2是组装后的图1所示的照明单元的垂直剖面，该垂直剖面经过棱镜。
图3是现有的用于车辆的照明单元的展开透视图。
图4是组装后的图3所示的照明单元的垂直剖面，该垂直剖面经过棱镜。
具体实施方式
下面参考附图来说明本发明的示例性实施例。
<现有技术的在照明区域中照明不均的起因>
通过申请人进行的仔细检查所揭示出的在照明区域中的照明不均的起因在于图3中示出的现有的照明单元所使用的透镜的形状。参考图4来说明该机理。
图4是组装后的图3所示的照明单元的垂直剖面。该垂直剖面经过棱镜。在图4中，三条线L1到L3表示从发光二极管(LED)20L发射的光线L1到L3。指向下的光线L1从上至下通过棱镜35并且从外部壳体45的开口45K输出到预定的照明区域。倾斜的光线L2刚好从上至下通过棱镜35并且从外部壳体45的开口45K输出到预定的照明区域。与光线L2相比，在更大地朝棱镜35倾斜的方向上发射的光线L3处于不同的情况。尽管光线L3从上侧输入至该棱镜，但是该光线L3在圆柱棱镜35的侧表面45L处被反射。于是，该光线L3从外部壳体45的开口45K输出，同时以很大的角度与该开口45K的拐角相交。因此，光线L3在与朝着预定照明区域的方向完全不同的方向上输出。即，光线L3是偏射光。
因此，在照明区域中的照明不均的起因是由棱镜35引导的光由于在该棱镜35的侧表面处的反射而在不希望的方向上的偏射。
<在示例性实施例中使用的棱镜的形状>
下面将说明在本发明的示例性实施例中使用的棱镜30的形状。
图2是组装后的图1所示的照明单元的垂直剖面。该垂直剖面经过该棱镜。棱镜30包括顶部30C、主体部分30R和凸缘部分30B。顶部30C位于外部壳体40的开口40K的附近。在本示例性实施例中，顶部30C具有圆柱形状。主体部分30R从顶部30C连续，以便该主体部分30R与该顶部30C之间的边界具有镜台40L。在该示例性实施例中，主体部分30R具有矩形盒子的形状。镜台40L具有预定的宽度“a”和预定的高度“b”，如图2所示。凸缘部分30B从主体部分30R的面向发光元件20L的那一侧连续。凸缘部分30B用于将棱镜30组装到外部壳体40。由于顶部30C、主体部分30R和凸缘部分30B由相同的树脂材料一体地形成，所以用于棱镜30的制造成本并不是很高。因此，该棱镜30的制造是容易的。
在本实施例性实施例中，将在主体部分30R与该顶部30C之间的边界处的镜台构造成，宽度“a”大于主体部分的侧表面与经过LED 20L和开口40K的中心的轴线之间的距离的一半。此外，能够将镜台构造成，使得高度“b”大于LED 20L与开口40K之间的距离的四分之一。
<在本示例性实施例中防止了照明区域中的照明不均的原因>
接下来，在下面说明在使用棱镜30的本示例性实施例中防止了照明区域中的照明不均的原因。在图2中，线L1到L5表示光线L1到L5，每条光线以分别不同的方向从发光二极管(LED)20L发射。指向下的光线L1从上至下通过棱镜30并且从外部壳体40的开口40K输出到预定的照明区域。倾斜的光线L2刚好从上至下通过棱镜30并且从外部壳体40的开口40K输出到预定的照明区域。
相反地，到达镜台40L的光线L3到L5以下面的方式传输。在倾斜的方向上输出的光线L3到达棱镜30的镜台40L。光线L3在镜台40L处被反射并且指向朝上的方向。因此，光线L3没有指向朝着开口40K的方向。因此，即使由棱镜30引导的光在该棱镜30中被反射，该光也不从开口40K输出。这就是为什么能防止在照明区域中的照明不均的原因。
以比光线L3的倾斜方向更倾斜的方向输出的光线L4到达主体部分30R的侧表面。光线L4在侧表面处被反射，并且指向向下的方向，以便到达镜台40L。于是，该光线L4在镜台40L处被反射并且指向向上的方向。因此，与光线L3一样，该光线L4也不会从开口40K输出。因此，防止了在照明区域中的照明不均。
以比光线L4的倾斜方向更倾斜的方向输出的光线L5到达主体部分30R的侧表面。光线L5在侧表面处被反射，并且指向向下的方向。此后，该光线L5到达外部壳体40的侧表面并且被该外部壳体40吸收。因此，该光线L5不会从开口40K输出。因此，防止了在照明区域中的照明不均。
如上所述，尽管每个都以倾斜方向从LED 20L发射的光线L3到L5到达了棱镜30的镜台40L，该光线L3到L5也不会指向朝着外部壳体40的开口40K的方向。因此，防止了照明不均。
附加修改
尽管本示例性实施例的主体部分30R具有矩形盒子形状，但是该主体部分也可以具有圆柱形状。在该构造中，棱镜包括具有第一半径的第一部分、具有第二半径的第二部分和具有第三半径的第三部分。该第一、第二和第三半径彼此不同。由于半径的差异，镜台例如形成在第一和第二半径之间的边界处。优选地，将该差异确定成使得第一和第二半径之间差大于第二部分的侧表面与圆柱棱镜的轴线之间的距离的一半。
尽管已经参考其某一示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应该明白，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内，可以在其中做各种形式和细节上的改变。

Claims (7)

1.一种用于车辆的照明单元，包括：
发光元件；
包括开口的外部壳体，所述发光元件安装在该外部壳体上；
设置在所述发光元件与所述开口之间的棱镜，该棱镜包括设置在所述开口处的顶部、从该顶部连续的主体部分、从该主体部分连续的凸缘部分以及在顶部与主体部分之间边界处的镜台，
其中，所述镜台具有预定的宽度和预定的高度，
其中所述镜台的宽度大于所述主体部分的侧表面与经过所述发光元件和所述开口的中心的轴线之间的距离的一半。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的照明单元，其中所述镜台构造成朝着所述主体的侧表面反射从所述发光元件发射的光线。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的照明单元，其中所述棱镜具有圆柱形状。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的照明单元，其中所述镜台的高度大于所述开口与所述发光元件之间的距离的四分之一。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的照明单元，其中所述主体部分具有矩形盒子形状。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的照明单元，其中所述棱镜由相同的树脂一体地形成。
7.一种用于车辆的照明单元，包括：
发光元件；
包括开口的外部壳体，所述发光元件安装在该外部壳体上；
设置在所述发光元件与所述开口之间的圆柱棱镜，该棱镜包括具有第一半径的第一部分、具有第二半径的第二部分和具有第三半径的第三部分，
其中所述第一、第二和第三半径彼此不同，
其中，具有预定的宽度和预定的高度的镜台形成在所述第一部分和所述第二部分的边界处，
其中所述第一、第二和第三半径之间的差的其中之一大于所述第二部分的侧表面与所述圆柱棱镜的轴线之间的距离的一半。
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