-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft LED-Leuchten (Leuchten mit Lumineszenzdioden), insbesondere
eine LED-Fahrzeugleuchtenstruktur zur praktischen Verwendung in
einem Scheinwerfer oder einer Schlussleuchte eines Fahrzeugs.
-
2. Beschreibung des Standes
der Technik
-
Aus
Gründen
der Fahrsicherheit und um bei Nacht ein Warn- oder Stoppsignal abzugeben,
weist ein Fahrzeug auf der Rückseite
im Allgemeinen eine Schlussleuchte auf.
-
Im
Zuge der Popularität
der Anwendung von LEDs (Lumineszenzdioden) wurden LED-Leuchten in Kraftfahrzeugen
intensiv genutzt, um die Vorteile des Energiesparens, einer schnellen
Reaktionszeit, geringer Größe und einer
langen Lebensdauer zu erhalten. Zusätzlich zur Anwendung als Beleuchtungselement
wurden auch verschiedene Schlussleuchten mit LED-Arrays intensiv
genutzt, um herkömmliche Schlussleuchten
mit Glühlampen
zu ersetzen.
-
Um
unterschiedlichen Designs Rechnung zu tragen, werden für unterschiedliche
Fahrzeugmodelle unterschiedliche Formen und Größen von Schlussleuchten verwendet.
Ungeachtet der Variation betreffend die Form oder die Größe weisen
gewöhnliche Schlussleuchten
allgemein eine Linse, eine Einfassung und ein Gehäuse auf.
Die äußere Linse
kann eine leicht bogenförmige
Krümmung
haben, um sich der Stromlinienform des Fahrzeugs anzupassen oder ein
aktives Design zu zeigen.
-
Um
dem Krümmungsdesign
der äußeren Linse
und den Anforderungen der zugehörigen
Regelungen zu genügen
und für
ausreichende Beleuchtung zu sorgen, muss das LED-Array einer Schlussleuchte
auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet werden. Bei herkömmlichen
Konstruktionen können Abstandselemente,
eine abgestufte Platte oder eine speziell kon struierte Einfassung
verwendet werden, um LEDs abhängig
von der Variation der Krümmung der
Linse auf unterschiedlichen Ebenen zu stützen.
-
9 zeigt
die Verwendung von Abstandselementen unterschiedlicher Höhe, um LEDs
abhängig
von der Variation der Krümmung
der Linse in unterschiedlichen Ebenen zu stützen. Außerdem kann eine speziell konstruierte
Einfassung mit reflektierenden Wänden
von unterschiedlicher Tiefe verwendet werden, um LEDs abhängig von
der Variation der Krümmung
der Linse auf unterschiedlichen Ebenen zu halten. Wenn Abstandselemente
oder eine speziell konstruierte Einfassung bei einer LED-Leuchte verwendet
werden, die eine Linse hat, bei welcher die Variation der Krümmung sich
drastisch ändert,
kann die jeweilige Höhe
der Abstandselemente oder die jeweilige Tiefe der reflektierenden
Wände den
Winkel der Lichtstreuung der LEDs einschränken. Daher ist das Verfahren,
bei dem Abstandselemente oder eine speziell konstruierte Einfassung
verwendet werden, um LEDs auf unterschiedlichen Ebenen zu stützen, nicht
bei einer LED-Leuchte anwendbar, die eine Linse besitzt, bei der
sich die Variation der Krümmung drastisch ändert.
-
Die 5 und 6 zeigen
die Verwendung einer abgestuften Platte 91 bei einer LED-Fahrzeugleuchte.
Bei dieser Konstruktion wird die abgestufte Platte 91 aus
Kunststoff geformt. Nach der Installation der LEDs 94 in
der abgestuften Platte 91 werden Verbindungsleitungen 93 und
-sockel (nicht dargestellt) verwendet, um die LEDs 94 elektrisch
zu einem Array zu verbinden. Dieser Installationsvorgang ist kompliziert
und erfordert großen
Arbeits- und Zeitaufwand. Außerdem
werden durch das Formen der abgestuften Platte 91 und durch
die Verwendung von Werkzeugen zur Installation der Verbindungsleitungen 93 die
Herstellungskosten der LED-Fahrzeugleuchte enorm erhöht.
-
Daher
ist es wünschenswert,
eine LED-Fahrzeugleuchtenstruktur zu schaffen, mit der die vorgenannten
Nachteile beseitigt werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehend
genannten Umstände gemacht.
Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die LED (Lumineszenzdioden)-Fahrzeugleuchtenstruktur
in einer Fahrzeugleuchtenanordnung installiert. Die Fahrzeugleuchtenanordnung
weist ein Gehäuse,
eine Linse und einen Reflektor auf. Das Gehäuse weist einen Sitz auf. Die Linse
ist an der Vorderseite des Gehäuses
befestigt und deckt den Sitz ab. Der Reflektor ist zwischen dem
Sitz des Gehäuses
und der Linse angeordnet und weist eine Vielzahl von Leuchtenöffnungen
auf.
-
Die
LED-Fahrzeugleuchtenstruktur weist eine Vielzahl von stehenden Platten
auf. Jede stehende Platte hat eine untere Kante, eine obere Kante,
die der unteren Kante gegenüberliegt,
eine zwischen der unteren Kante und der oberen Kante definierte
Höhe, und
eine Vielzahl von LEDs (Lumineszenzdioden), die nahe den oberen
Kanten der stehenden Platten jeweils fest auf den stehenden Platten
angebracht sind. Die LEDs haben jeweils einen Licht emittierenden
Kopf und eine Fußeinheit.
-
Die
stehenden Platten sind jeweils am Sitz des Gehäuses befestigt und parallel
angeordnet, um die LEDs so zu halten, dass die Licht emittierenden Köpfe der
LEDs jeweils in die Leuchtenöffnungen
des Reflektors eingesetzt und zwischen dem Reflektor und der Linse
schwebend gehalten werden.
-
Dadurch,
dass die LEDs auf die stehenden Platten abgestimmt werden, um ein
Array von Licht emittierenden Köpfen
auf unterschiedlichen Ebenen zu schaffen, passt sich die einfache
Struktur der Erfindung auf erfolgreiche und wirksame Weise der Variation
der Krümmung
jeglicher Linse aus einer Vielzahl unterschiedlicher Linsen an.
Durch einfaches Ändern
der Höhe
zwischen der oberen Kante und der unteren Kante jeder stehenden
Platte oder der Bond-Position jeder LED erlaubt die Erfindung die Einstellung
der Kontur der oberen Kante jeder stehenden Platte oder der Bond-Position
der LEDs, und die LED-Fahrzeugleuchtenstruktur
passt sich der Variation der Krümmung
des Reflektors und der Linse perfekt an, um die beste Beleuchtungswirkung
zu erzielen.
-
Die
stehenden Platten sind nicht auf die parallele Anordnung beschränkt. Abhängig von
der Konstruktion des Arrays und von der Anzahl der LEDs und der
gesamten strukturellen Konstruktion der LED-Fahrzeugleuchtenstruktur
können
die stehenden Platten auch nicht parallel oder in einem Winkel geneigt
angeordnet sein, d.h. die Positionierung der stehenden Platten kann
abhängig
von der Konstruktion der Linse und des Gehäuses der LED-Fahrzeugleuchtenstruktur
in der gewünschten
Weise geändert werden.
-
Darüber hinaus
weisen die stehenden Platten mindestens zwei stehende Platten auf,
die eine unterschiedliche Höhe
haben, um sich der Krümmung
der Linse anzupassen.
-
Außerdem weisen
die stehenden Platten mindestens eine stehende Platte auf, die mindestens zwei
LEDs besitzt, welche nahe der oberen Kante der zugehörigen stehenden
Platte auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, um sich der
Krümmung
der Linse anzupassen.
-
Darüber hinaus
können
die stehenden Platten jeweils aus Leiterplatten bestehen, und die
Füße der LEDs
werden direkt auf die Leiterplatten gelötet. Alternativ können die
stehenden Platten auch handelsübliche
isolierende Platten sein. In diesem Fall werden Verbindungsleitungen
oder ähnliche
Mittel verwendet, um die LEDs elektrisch mit der Stromversorgung
zu verbinden.
-
Außerdem kann
der Sitz so ausgeführt
sein, dass er eine Vielzahl von Befestigungslöchern zur Befestigung von Schrauben
aufweist, um den Sitz lösbar
am Gehäuse
zu befestigen. Somit kann der Sitz auch nach der Installation der
LED-Fahrzeugleuchtenstruktur am Gehäuse der Fahrzeugleuchtenanordnung
befestigt werden. Alternativ kann der Sitz auch einstückig mit
einem Teil des Gehäuses
ausgebildet sein, oder er kann durch eines von vielen beliebigen
Verbindungs- oder Befestigungsmitteln lösbar an dem Gehäuse befestigt
sein.
-
Darüber hinaus
kann der Sitz so ausgeführt sein,
dass er eine Vielzahl von Führungsnuten
aufweist, die symmetrisch an zwei gegenüberliegenden Innenwänden desselben
ausgebildet sind. Die stehenden Platten werden jeweils in die Führungsnuten des
Sitzes eingesetzt und dann mit Schrauben fest an dem Sitz befestigt.
Alternativ können
die stehenden Platten auch durch Hakenmittel, Klebstoff oder eine
feste Passung an dem Sitz befestigt werden.
-
Außerdem können die
Führungsnuten
jeweils einstückig
mit den beiden gegenüberliegenden Innenwänden des
Sitzes ausgebildet sein.
-
Darüber hinaus
kann der Sitz so ausgeführt sein,
dass eine Leiterplatte fest darin angebracht ist, die eine Vielzahl
von Einsatzschlitzen aufweist. Die stehenden Platten haben jeweils
mindestens einen Fuß aus
Golddraht, der jeweils in die Einsatzschlitze eingesetzt wird, um
die jeweiligen LEDs mit der Leiterplatte in dem Sitz elektrisch
zu verbinden, ohne dass zusätzliche
Verbindungsleitungen installiert werden müssen.
-
Außerdem können die
LEDs rote LEDs, grüne
LEDs, blaue LEDs, gelbe LEDs oder weiße LEDs sein.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
-
In
der Zeichnung zeigen:
-
1 eine
Sprengansicht einer LED-Fahrzeugleuchte gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
-
2 eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils der 1;
-
3 eine
Ansicht der Elemente in 2 in montiertem Zustand;
-
4 eine
Sprengansicht einer LED-Fahrzeugleuchte gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
-
5 eine
Sprengansicht einer LED-Fahrzeugleuchte nach dem Stand der Technik;
-
6 eine
schematische Zeichnung des LED-Arrays der LED-Fahrzeugleuchte nach
dem Stand der Technik;
-
7 eine
schematische Zeichnung, die den Installationswinkel der Licht emittierenden
Köpfe der LEDs
in einer LED-Leuchte relativ zur Linse nach dem Stand der Technik
zeigt;
-
8 eine
schematische Zeichnung, die den Installationswinkel der Licht emittierenden
Köpfe der LEDs
in einer LED-Leuchte relativ zur Linse nach der vorliegenden Erfindung
zeigt;
-
9 eine
schematische Zeichnung, die zeigt, wie LEDs auf jeweiligen Abstandselementen nach
dem Stand der Technik gestützt
werden.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
In 1-3 ist
eine LED-Fahrzeugleuchtenstruktur nach einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt, wie sie in einer Fahrzeugleuchtenanordnung 1 installiert
ist; sie weist ein Gehäuse 11,
eine Linse 12 und einen Reflektor 13 auf. Die
Linse 12 deckt die Vorderseite des Gehäuses 11 ab. Der Reflektor 13 ist
zwischen einem Sitz 14 des Gehäuses 11 und der Linse 12 angeordnet. Der
Reflektor 13 weist fünf
Reihen von Leuchtenöffnungen 131 auf.
-
Bei
dieser Ausführungsform
besteht der Sitz 14 aus einem wasserdichten Kasten 142,
der eine Vielzahl von Befestigungslöchern 140 auf der
oberen, linken und unteren Seite aufweist (siehe 2). In
den Befestigungslöchern 140 sind
jeweils Schrauben 145 angebracht, um den Sitz 14 an
dem Gehäuse 11 zu
befestigen. Alternativ kann der Sitz 14 auch einstückig mit
dem Gehäuse 11 ausgebildet
oder mittels einer beliebigen Befestigungstechnik aus einer Vielzahl
herkömmlicher
Befestigungstechniken an dem Gehäuse 11 befestigt
sein. Der Sitz 14 weist außerdem fünf Führungsnuten 141 auf
jeder von zwei gegenüberliegenden
Innenwänden
auf (siehe 2). Die Führungsnuten 141 können einstückig mit
den Innenwänden
des Sitzes 14 ausgebildet sein. Alternativ können die
Führungsnuten 141 auch
separat hergestellt und dann jeweils an den Innenwänden des
Sitzes 14 befestigt werden.
-
Darüber hinaus
sind fünf
stehende Platten 2 vorgesehen, wie auf der rechten oberen
Seite in 1 dargestellt. Die stehenden
Platten 2 gemäß dieser
Ausführungsform
sind Leiterplatten, auf die Schaltkreismittel direkt aufgedruckt
sind. Alternativ können
die stehenden Platten 2 auch Plattenelemente aus anderen
Materialien sein, an welchen elektrische Drähte angebracht sind, um eine
jeweilige Schaltung zu schaffen. Jede stehende Platte 2 hat eine
untere Kante 21, eine obere Kante 22 und zwei gegenüberliegende
Seitenkanten 201, 202. Die untere Kante 21 und
die obere Kante 22 sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten angeordnet
und voneinander um einen Betrag bzw. eine Höhe H beabstandet (siehe 2).
Die gegenüberliegenden
Seitenkanten 201, 202 der stehenden Platten 2 werden
jeweils in die Führungsnuten 141 im
Inneren des Sitzes 14 eingesetzt. Wenn die unteren Kanten 21 der
stehenden Platten 2 an der unteren Wand des Sitzes 14 gestoppt
werden, nachdem die stehenden Platten 2 in die jeweiligen
Führungsnuten 141 im
Inneren des Sitzes 14 eingesetzt wurden, werden Widerhakenbereiche 203,
die jeweils von den gegenüberliegenden Seitenkanten 201, 202 der
stehenden Platten 2 hervorragen, jeweils an einem Teil
des Sitzes 14 verhakt und mit Schrauben 143 daran
befestigt (siehe 3). Wahlweise können auch
eine feste Passung und andere Befestigungsverfahren angewendet werden,
um die stehenden Platten 2 am Sitz 14 zu befestigen.
-
Außerdem sind
bei dem in 2 dargestellten Beispiel an
jeder stehenden Platte 2 vier LEDs 3 angebracht.
Jede LED 3 weist einen Licht emittierenden Kopf 31 und
einen Satz von Füßen 32 auf.
Die Füße 32 der
LEDs 3 werden direkt auf die gedruckten Schaltungen der
stehenden Platten 2 gelötet
und stützen
die Licht emittierenden Köpfe 31 der
jeweiligen LEDs 3 nahe den oberen Kanten 22 der
jeweiligen stehenden Platten 2. Bei dieser Ausführungsform
sind die LEDs 3 abhängig
von der Kontur der oberen Kante 22 der entsprechenden stehenden Platte 2 auf
der oberen linken Seite auf unterschiedlichen Ebenen h1, h2 nahe
der oberen Kante 22 der entsprechenden stehenden Platte 2 vorgesehen.
Die Kontur der oberen Kante 22 jeder stehenden Platte 2 oder
der Bond-Positionen der Füße 32 der
LEDs 3 können
verändert
werden, um unterschiedlichen Krümmungsanforderungen
zu genügen.
-
Außerdem sind
die LEDs 3 bei dieser Ausführungsform rote LEDs. Anstelle
von roten LEDs können
jedoch auch weiße,
grüne,
blaue, gelbe LEDs oder LEDs in anderen Farben verwendet werden.
-
Nach
der Installation der stehenden Platten 2 in den Führungsnuten 141 im
Inneren des Sitzes 14 werden Verbindungsleitungen 144 installiert,
um die gedruckten Schaltungen der stehenden Platten 2 elektrisch
miteinander zu verbinden, so dass die Licht emittierenden Köpfe 31 der
LEDs 3 ein Array auf unterschiedlichen Ebenen bilden (siehe 3).
Außer dem
werden die Licht emittierenden Köpfe 31 der LEDs 3 jeweils
in die Leuchtenöffnungen 131 des
Reflektors 13 eingesetzt und schwebend zwischen dem Reflektor 13 und
der Linse 12 gehalten.
-
Dadurch,
dass die LEDs 3 auf die stehenden Platten 2 abgestimmt
werden, um ein Array von Licht emittierenden Köpfen 31 auf unterschiedlichen
Ebenen zu schaffen, passt sich die einfache Struktur dieser Ausführungsform
auf erfolgreiche und wirksame Weise der Variation der Krümmung jeglicher
Linse aus einer Vielzahl unterschiedlicher Linsen an. Diese Ausführungsform
erlaubt die Einstellung der Kontor der oberen Kante 22 jeder
stehenden Platte 2 oder der Bond-Position der LEDs 3,
um sich der Variation der Krümmung
des Reflektors und der Linse anzupassen, wodurch das Problem der
Konstruktion nach dem Stand der Technik beseitigt wird und die Schwierigkeit
der Herstellung mit den entsprechenden Kosten deutlich verringert
wird, d.h. mit der einfachen Konstruktion der vorliegenden Erfindung
werden viele Vorteile erzielt.
-
4 zeigt
eine LED-Fahrzeugleuchtenstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese zweite Ausführungsform ähnelt im Wesentlichen der vorgenannten
ersten Ausführungsform,
mit Ausnahme der stehenden Platten 20. Bei dieser Ausführungsform
haben die fünf
stehenden Platten 20 eine jeweilige Höhe H1-H5, um sich der signifikanten
Variation der Krümmung
der Linse anzupassen. Außerdem
hat jede stehende Platte 20 zwei Füße aus Golddraht 210,
die von der jeweiligen unteren Kante 211 hervorragen und
in einer Linie ausgerichtet sind.
-
Darüber hinaus
weist der Sitz 42 eine Leiterplatte 4 auf, die
auf der Innenseite fest angebracht ist. Die Leiterplatte 4 weist
fünf Einsatzschlitze 41 auf, die
den Füßen aus
Golddraht 210 der stehenden Platten 20 entsprechen.
Die Füße aus Golddraht 210 der
stehenden Platten 20 werden jeweils direkt in die Einsatzschlitze 41 eingesetzt.
Somit werden die stehenden Platten 20 ohne externe Verbindungsleitungen
fest arretiert und mit der Leiterplatte 4 elektrisch verbunden,
wodurch die verschiedenen Effekte der vorgenannten ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
-
7 ist
eine schematische Zeichnung, die den Installationswinkel der Licht
emittierenden Köpfe der
LEDs bei einer LED-Leuchte zur Linse nach dem Stand der Technik
zeigt. 8 ist eine schematische Zeichnung, die den Installationswinkel
der Licht emittierenden Köpfe
der LEDs bei einer LED-Leuchte zur Linse nach der vorliegenden Erfindung
zeigt.
-
Wie
in 8 dargestellt, sind durch die Anordnung der speziell
konstruierten stehenden Platten 2 die Licht emittierenden
Köpfe 31 der
LEDs 3 jeweils nahe den oberen Kanten 22 der zugehörigen stehenden
Platten 2 angeordnet, und die Füße 32 der LEDs 3 sind
parallel zu den zugehörigen
stehenden Platten 2 angeordnet, so dass die Licht emittierenden
Köpfe 31 der
LEDs 3 jeweils in den Leuchtenöffnungen 131 des Reflektors 13 eingesetzt
bleiben und zwischen dem Reflektor 13 und der Linse 12 schwebend
gehalten werden, wodurch der beste Beleuchtungswinkel geschaffen
wird. Diese Konstruktion ist einfach zu installieren. Bei der Konstruktion
nach dem Stand der Technik sind die LEDs 94, die auf der
abgestuften Platte 91 getragen werden, nicht perfekt auf
die entsprechenden Leuchtenöffnungen
ausgerichtet, d.h. die LEDs 94 sind jeweils in einem bestimmten
Winkel auf die entsprechenden Leuchtenöffnungen gerichtet, wodurch
die Beleuchtungswirkung verringert wird. Außerdem altert die abgestufte
Platte 91 und verschlechtert sich nach langem Gebrauch,
da sie eine Kunststoffplatte ist. Wenn die abgestufte Platte 91 altert
und sich verschlechtert, kann sich der Beleuchtungswinkel der LEDs 94 ändern, wodurch
das Fahrzeug und andere Menschen in Gefahr gebracht werden.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugte Ausführungsform
beschrieben wurde, versteht es sich, dass noch viele andere Modifikationen
und Änderungen
möglich sind,
ohne von der Essenz und vom Umfang der nachfolgend beanspruchten
Erfindung abzuweichen.