CN106168352A - 在未亮灯状态下具有着色外观的车灯组件 - Google Patents

在未亮灯状态下具有着色外观的车灯组件 Download PDF

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Abstract

提供了一种在未亮灯状态下呈现着色外观的车灯组件。该车灯组件包括：壳体；安装在壳体中的一个或多个光源；以及光导，被配置成接收来自一个或多个光源的光并且从光导向外投射光。光导包括接近一个或多个光源的第一段以及远离一个或多个光源的第二段，以使得来自一个或多个光源的光在穿过光导的第二段之前穿过光导的第一段。应注意，第一段由无色材料构成；而第二段的至少一部分由着色材料构成。

Description

在未亮灯状态下具有着色外观的车灯组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月22日提交的美国临时申请第62/165,447号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用合并到本文中。
技术领域
本公开内容涉及在未亮灯状态下具有着色外观的车灯组件。
背景技术
汽车和其他机动车辆使用不同类型的灯组件，包括车前灯、警告灯和信号灯。在这些应用中的一些应用中，期望车灯组件具有着色外观，诸如橙色或红色。然而，可能难以在对灯组件的性能和成本没有负面影响的情况下获得着色外观。例如，由有色材料来构建整个光导显著降低了传输性能，这导致光输出减少和/或使用较高成本的电子器件。在不同的方法中，车灯组件可使用有色灯罩来创建着色外观。同样地，这种方法增加了灯组件的复杂性和成本。
因此，期望提供一种在未亮灯状态下呈现着色外观、同时实现高的光学效率和成本控制的车灯组件。
该部分提供了与本公开内容有关的、不一定是现有技术的背景信息。
发明内容
提供了一种在未亮灯状态下呈现着色外观的车灯组件。该车灯组件包括：壳体；安装在壳体中的一个或多个光源；以及光导，被配置成接收来自一个或多个光源的光并且从光导向外投射光。光导包括接近一个或多个光源的第一段以及远离一个或多个光源的第二段，以使得来自一个或多个光源的光在穿过光导的第二段之前穿过光导的第一段。优选地，光穿过光导的第一段行进的距离比光穿过光导的第二段行进的距离长。光导的第一段由无色材料构成，并且光导的第二段由着色材料构成。优选地，与光导的第二段的着色材料相比，光导的第一段的无色材料具有较高的透射率。
在一个实施例中，车灯组件还包括包围光导的饰框(bezel)，以使得饰框具有开口，并且光导的第二段穿过饰框的开口伸出来。
在另一实施例中，光导是使用两阶段注射模制(injection molding)工艺形成的单个整体构件。
在本公开内容的另一方面，车灯组件包括：基板；安装至基板的电路板；安装至电路板的一个或多个发光二极管；光导，被布置成与一个或多个光源相邻，并且被配置成接收来自一个或多个发光二极管的光；以及饰框，附接至基板并且包围光导的在饰框与基板之间的第一段。饰框具有开口，光导的第二段穿过开口伸出来，以使得来自一个或多个光源的光在穿过光导的第二段之前穿过光导的第一段。第一段由无色材料构成，并且第二段的一部分由着色材料构成。
车灯组件还可以包括灯罩(lens)，该灯罩附接至基板并且包围在灯罩与饰框之间的光导的第二段。
在一个实施例中，光导是单个整体构件，并且光导的第二段全部由着色材料构成。
在另一实施例中，光导包括全部由无色材料构成的整体构件，其中着色材料层设置在光导的第二段的外表面上。着色材料层可以是半透明的或不透明的。
根据本文中提供的描述，另外的适用性领域将变得明显。在本发明内容中的描述和具体示例旨在仅用于说明的目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
本文中所描述的附图仅用于说明所选实施例的目的，并且不是全部可能的实现方式，并且不旨在限制本公开内容的范围。
图1是具有车灯组件的车辆的透视图；
图2A是具有灯罩的示例性车灯组件的透视图；
图2B是移除了灯罩的示例性车灯组件的透视图；
图2C是示例性车灯组件的分解图；
图3A是用于车灯组件中的光导的第一实施例的截面图，其示出了在操作状态下光的穿透；
图3B是用于车灯组件中的光导的第一实施例的截面图，其示出了在未亮灯状态下的光反射；
图4是用于车灯组件中的光导的第二实施例的截面图；
图5是用于车灯组件中的光导的第三实施例的截面图；以及
图6是用于车灯组件中的光导的第四实施例的截面图；
贯穿附图的全部视图，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述示例性实施例。
图1示出了具有如所示的车灯组件10的车辆2。在该实施例中，车灯组件10用作车辆2的尾灯组件，但是应理解的是，本发明同样地适用于其他灯组件，诸如前灯或转向指示灯。另外，可想到，车灯组件10可以竖直地或水平地安装至车辆，并且可以使用其他形状。
图2A至图2C示出了示例性车灯组件10。灯组件通常包括背板11、电路板12、光导20、饰框14和灯罩16。在该示例中，多个光源13(诸如发光二极管)沿着电路板12的上表面安装。发光二极管13可以是白色的，或者更优选地，对应于组件的期望外观，诸如黄色、橙色或者红色。另外，发光二极管13的强度的范围可以从低于1流明至1000流明。然而，应理解，在其他应用中，发光二极管13的强度还可以超过该范围。
在该示例中，电路板12的下表面例如通过焊接或紧固件的方式安装至背板11的上表面。光导20的底表面可以与电路板12的上表面邻接，并且与发光二极管13对准。另外，饰框14的内表面可以与光导20的外表面耦接，并且饰框14的底表面可以与背板11的上表面邻接。以这种方式，背板11和饰框14可以大体上围住在它们之间的电路板12、发光二极管13和光导20。应理解，当饰框14于是与背板11在组装结构中紧密配合(mate)时，光导20的第一段24将是不可见的，但是光导20的第二段22将穿过饰框14中的开口伸出来。灯罩16主要起造型功能的作用并且对组件进行密封，但在一些情况下，其还可以执行光学功能，诸如使发出的光聚焦。在组装状态下，灯罩16耦接至背板11以形成对于其他部件的包围。应理解，灯罩16可以可更换地或者密闭地密封至背板11。灯罩16可以由聚碳酸酯材料制成，但是灯罩16也可以由任何透明材料制成。组件的形状和构造可以根据特定的应用而变化。用于车灯组件的各种构造在本领域内是已知的。应理解，以上仅讨论了灯组件的相关部件，但是可能需要其他部件以构造可操作的灯组件。
在操作中，光从多个发光二极管13发出并进入光导20。光导20将光导向灯罩16，来自车灯组件10的光从灯罩16向外投射。应理解，光导20的出射表面29可以具有不同的形状(例如，枕形(pillow)、棱形、沟纹形(flute)等)，并且优选地配置为执行光学功能，诸如对出射光进行图案化。在示例性实施例中，灯组件10具有着色外观，诸如黄色、橙色或红色，即使在未亮灯条件下也是如此，下面将进一步描述。虽然参照了车辆2，但是容易理解的是，用于甚至在未亮灯条件下也创建着色外观的技术在车辆的环境之外也是适用的。
图3A和图3B示出了在车灯组件10中可以实现的光导20’的第一示例性实施例。由有色材料构成光导的仅一部分，而不是由有色材料构成整个光导。具体地，以22表示的光导的第二段(其突出超过饰框14)由着色材料构成；然而，以24表示的光导的第一段(或剩余部分)由透明的(即，没有颜色的)材料构成。对材料进行选择，以使得第一段24具有比第二段22高的透射率。相对于第一段24的长度的第二段22的长度由造型和封装限制来支配。
在操作状态下，从发光二极管发出的光在穿过光导的第二段22之前穿过光导的第一段24行进，然后如图3A中所看见的那样从组件发出。发光二极管13通常与光导间隔约1mm，或者在机械限制和热限制允许的情况下间隔尽可能地小。由于光导的透明的第一段24具有比光导的第二段22高的透射性能，因此与全部由有色材料制成的光导相比，该实施例具有提高的光学效率。应注意，穿过光导的第二段22行进的长度优选地比穿过光导的第一段24行进的长度短。
在未亮灯状态下，来自灯组件外部的环境光和其他光从光导的突出的第二段22的红色表面反射，如图3B中所见。以这种方式，即使在未亮灯条件下，灯组件的外观也是红色的。容易理解，可以使用诸如黄色或橙色的其他颜色来替代红色。
在示例性实施例中，光导20’由丙烯酸树脂(acrylic)、聚碳酸酯或其他类型的半透明热塑性材料形成。可以例如使用两阶段注射模制工艺来制成光导20’。在第一阶段中，注射光导的第二着色段22，然后在第二阶段中，注射光导的第一未着色段24。这两个阶段的顺序可以颠倒，并且由光导的形状和机械结构决定。以这种方式，形成了用于灯组件10中的单件光导。每个段优选地由相同材料或者具有类似属性(例如，折射率)的材料制成，但是也可以想到由不同材料来构造每个部分。还可以在由Automotive Manufacturers EquipmentCompliance Agency(汽车制造商设备合规部门)公布且通过引用合并到本文中的List ofAcceptable Plastics for Optical lenses and Reflex Reflectors Used on MotorVehicles(用于机动车辆上使用的光学透镜和反射式反射镜的可接受塑料的列表)中找到其他合适的材料。本公开内容也想到该模制工艺的其他变型以及其他类型的制造工艺。
图4示出了光导20”的第二示例性实施例。在该实施例中，光导主要由透明材料构成。半透明材料的着色层32形成在光导20”的外表面上。在操作状态下，从发光二极管发出的光在从组件发出之前穿过光导20”行进。由于着色层由半透明材料制成，因此光将通过在光导的具有着色层的区域中的着色层32反射，并由此创建着色外观。与第一实施例相比，从发光二极管发出的光穿过该着色层32的距离减小，从而提高了该设计的光学效率。
在一个实施例中，着色层可以在光导的突出超过饰框的区域中形成在光导的面向内的表面上。另外地或替选地，着色层还可以形成在光导的面向外的表面上。在任何情况下，来自灯组件外部的光从着色层32反射以甚至在未亮灯的条件下创建着色外观。由于着色层是半透明的，因此在饰框后面的部件经由光导从组件的外部可见。这种光导可以例如使用两阶段注射模制工艺来制成。在第一阶段中，注射光导的第一未着色段24，而在第二阶段中，注射着色层32。这两个阶段的顺序可以颠倒，并且由光导的形状和机械结构决定。以这种方式，形成了用于灯组件10中的单件光导。此外，应理解，光导可以通过其他手段来制成。除了关于本文中所讨论的差异之外，光导20”与上述的光导20’基本上相同。
图5示出了光导20”’的第三示例性实施例。在该实施例中，着色层42由着色的不透明材料构成，但是在其他方面与上述的光导20”相同。不透明材料甚至在未亮灯条件下也呈现着色外观。对于任何光学角度，不透明材料可以是任何塑料；然而，从模制角度来说，不透明材料需要与形成光导的剩余部分的材料类似的属性。可以通过向材料添加微量的其他化学化合物来获得不同的颜色和不透明水平。
在操作状态下，从发光二极管发出的光在从组件发出之前穿过光导20”’行进。在该实施例中，光将从着色层42反射，而没有穿过着色层42，如图5中所见。因此，灯组件将具有着色外观。该实施例的附加优点在于，在饰框后面的部件从组件的外部看不见，这对于一些消费者来说是优选的。
图6示出了光导20””的第四示例性实施例。该实施例结合了前述的两个实施例的特征。即，半透明材料的着色层52沿着突出超过饰框的区域设置在光导的面向外的表面上，并且不透明材料的第二层54优选地沿着突出超过饰框的区域设置在光导的面向内的表面上。可预想到，可以替换形成着色层52、54的材料。在其他实施例中，着色层52、54可以在光导的面向内的表面和面向外的表面两者上都是半透明的，或者着色层52、54可以在光导的面向内的表面和面向外的表面两者上都是不透明的。
在该实施例中，光导20””可以例如使用三阶段注射模制工艺来制成。在第一阶段中，注射光导的第一未着色段24；在第二阶段中，注射不透明材料的着色层54；以及在第三阶段中，注射半透明着色层52。这三个阶段的顺序可以颠倒，并且由光导的形状和机械结构决定。以这种方式，形成了用于灯组件10中的单件光导。然而，应理解，光导可以通过其他手段来制成。除了关于本文中所讨论的差异之外，光导20””与上述光导基本上相同。
为了说明和描述的目的而提供了对实施例的以上描述。其不旨在是穷尽的或者限制本公开内容。特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例，但在使用的情况下，即使未明确示出或描述，这些元件或特征也可互换并且可以用在所选实施例中。这些元件或特征也可以以许多方式进行变型。这样的变型不被认为是脱离本公开内容，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开内容的范围内。
本文中所使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，并且不旨在是限制性的。如本文中所使用，除非上下文以另外的方式明确指出，否则单数形式(“a”、“an”和“the”)也可以包括复数形式。术语“包括”、(“comprise”、“comprising”、“including”)和“具有”(“having”)是包括在内的含义，并且因此具体指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组。本文中所描述的方法步骤、过程和操作不被解释为一定需要以所讨论或示出的特定顺序来执行，除非具体指定为执行的顺序。还应理解，可以采用附加的或替选的步骤。
当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“接合至”、“连接至”或“耦接至”另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上、直接接合至、连接至或耦接至另一元件或层，或者可以存在介于中间的元件或层。相比之下，当元件被称为“直接”在另一元件或层“上”、“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件或层时，不会存在介于中间的元件或层。用于描述元件之间关系的其他词应当以类似的方式来解释(例如，“在...之间”相对于“直接在...之间”，“相邻”相对于“直接相邻”等)。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项的任何和全部组合。
虽然本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。当本文中使用诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语时，这些术语并不意味着次序或顺序，除非通过上下文明确指出。因此，本文讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不脱离示例性实施例的教导。
为了方便描述，可以在本文中使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“在...下方”、“在...下面”、“下部”、“在...上方”、“上部”等以描述一个元件或特征与另一或多个元件或特征的如附图中所示的关系。空间相对术语可以旨在包括除了附图中所示出的方位之外的使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述在其他元件或功能部件“下面”或“下方”的元件于是将被定向为在其他元件或功能部件“上方”。因此，示例性术语“在...下面”可以包括上面和下面的方位两者。可以以另外的方式对装置定向(旋转90度或在其他方位处)，并且相应地解释本文中所使用的空间相对描述词。

Claims (10)

1.一种车灯组件，包括：
壳体基座；
安装至所述壳体基座的电路板；
一个或多个发光二极管，安装至所述电路板并且能够操作用于投射光；
光导，布置成与所述一个或多个光源相邻，并且被配置成接收来自所述一个或多个发光二极管的光；以及
饰框，附接至所述壳体基座并且包围所述光导的在所述饰框与所述壳体基座之间的第一段，所述饰框具有开口，所述光导的第二段穿过所述开口伸出来，以使得来自所述一个或多个光源的光在穿过所述光导的所述第二段之前穿过所述光导的所述第一段，其中，所述第一段由无色材料构成，并且所述第二段的一部分由着色材料构成。
2.根据权利要求1所述的车灯组件，还包括灯罩，所述灯罩附接至所述壳体基座并且包围在所述灯罩与所述饰框之间的所述光导的所述第二段。
3.根据权利要求1所述的车灯组件，其中，所述光导是单个整体构件，并且所述光导的所述第二段全部由着色材料构成。
4.根据权利要求1所述的车灯组件，其中，所述组件适于水平地或竖直地安装至车辆。
5.根据权利要求3所述的车灯组件，其中，所述光导是使用两阶段注射模制工艺来形成的。
6.根据权利要求1所述的车灯组件，其中，所述光导包括全部由无色材料构成的整体构件，其中有色材料层设置在所述光导的所述第二段的外表面上。
7.根据权利要求6所述的车灯组件，其中，所述着色材料层是不透明的。
8.根据权利要求1所述的车灯组件，其中，与所述光导的所述第二段的着色材料相比，所述光导的所述第一段的无色材料具有较高的透射率。
9.根据权利要求1所述的车灯组件，其中，光穿过所述光导的所述第一段行进的距离比光穿过所述光导的所述第二段行进的距离长。
10.根据权利要求1所述的车灯组件，其中，所述无色材料进一步被限定为丙烯酸树脂或聚碳酸酯之一。
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