具有可选发射图案的照明器的制造方法
具有可选发射图案的照明器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及包含发光二极管(LED)的照明器，并且特别地涉及用于改变这样的照明器的发射图案的技术。
【背景技术】
[0002]机动车中的照明器的示例是尾灯组件，包括外部塑料盖、重定向棱镜、反射器、插座和大致位于反射器的焦点处的灯泡。灯泡可以包括两个灯丝，其中一个灯丝被激励以用于恒定尾灯，并且两个灯丝被激励以用于更明亮的刹车指示。在两种情况中，灯泡的发射图案是朗伯式(lambertian)。在照明器中可以存在用于侧灯和转向信号的多个隔室，并且每一个隔室容纳相关联的灯泡。由于灯丝灯泡具有朗伯式发射，因此只有通过改变照明器的光学特征才能改变照明器的发射图案。
[0003]政府法规规定用于包括例如尾灯和头灯的所有外部车辆照明的发射图案。用于车辆的外部照明受标准化灯丝灯所支配，该标准化灯丝灯大部分是朗伯式源，因此照明器的辐射图案中的差异主要归因于照明器设计中的差异。因此，对于不同管辖范围，必须设计不同照明器以创建所需的发射图案。结果是，取决于在哪里销售车辆，照明器的光学特征(包括滤色器)必定是不同的。
[0004]最近，白炽灯泡已经被LED灯泡所取代。这些固态灯泡具有与传统灯泡相同或类似的插座连接特征，从而允许它们改造成现有照明器。然而，LED灯泡仿效白炽灯泡并且输出朗伯式图案，其中反射器和照明器中的其它光学器件用于对射束成形。
[0005]照明器，特别是汽车中的那些照明器，通常服务于多于一个目的。例如，照明器需要提供颜色和光图案以满足规章要求，但是它也是重要的样式元素。最近的较高端的车辆已经大量利用LED和新颖的光学器件来创建与品牌链接的样式元素，比如BMW的用于前位置灯的光环，或者奥迪(Audi)的用于日间运行灯的“眼眉光”。而且，在汽车的尾部，尾灯已经成为重要的样式元素，其中每一款车型展示新的外观但是维持链接到汽车品牌的特征。
[0006]就所有时尚元素而言，“更新时间”对于保持照明器以及因而车辆看起来新鲜且时髦是重要的。针对车辆的更新时间在汽车生产的几十年来已经减少，并且在撰写本文时，典型地对于车型更新而言为2-3年并且对于全新车型而言为4-5年。新的车辆照明器具有类似的2-3年设计和制造周期并且通常是汽车的一些最可见的样式特征。比如刹车/后尾灯之类的照明器被设计成适合单个灯泡类型，并且不同照明器被设计成满足不同国家和/或规定区域的所规定的辐射图案和样式需要。一个结果是单个车型可以因而要求设计和制造若干不同照明器以满足不同法规，并且当期望样式更新时，照明器必须再次进行重新设计和单独制造。
[0007]W02011/131197A1公开了一种具有至少两组光源的组件的光照设备，这些光源是单独可控的。每一组光源装配有不同透镜、混合器或反射器。第一组光源被配置成穿过漫射器盖的非漫射区域，并且第二组光源被配置成穿过漫射器盖的漫射区域。
[0008]所需要的是一种照明器，其光发射可以迅速且廉价地改变以满足不同规定要求并且具有不同样式特征。
【发明内容】
[0009]—种照明器被设计成当使用安装在照明器中的不同LED灯泡时输出不同光发射图案，其中每一个灯泡输出不同的光发射图案或颜色光谱。照明器包含与可以由不同灯泡输出的不同发射图案或颜色相关联并且对灯泡的发射进行反射、折射和/或滤波以实现所期望的照明器输出的光学特征的不同集合。利用这样的照明器，相同照明器可以安装在将被用在具有不同光发射/颜色法规的不同管辖范围中的机动车中，并且仅需要针对特定管辖范围改变灯泡。此外，照明器的光发射的样式可以简单地通过改变灯泡来改变。
[0010]在另一实施例中，灯泡自身是可控的以输出两个或更多光发射图案或颜色，比如通过激励灯泡的不同引线或者通过数字控制灯泡内的开关。
[0011]在一个示例中，照明器具有第一反射器和窗口集合，其位于照明器中以反射和输出来自安装在插座中的第一灯泡类型的光发射，以使得照明器的光发射具有特定的第一图案。照明器还具有第二反射器和窗口集合，其反射和输出来自安装在插座中的第二灯泡类型的光发射，以使得照明器的光发射具有特定的第二图案。
[0012]在另一示例中，照明器具有形成不同输出窗口的不同颜色滤波器，并且具有不同颜色光谱发射的不同灯泡使照明器输出不同发射图案和颜色。
[0013]作为不同灯泡发射图案/颜色的结果的照明器所输出的各种光发射图案/颜色可以用于满足不同法规或用于改变美学样式。因此，单个类型的照明器可以安装在机动车中，并且可以简单地通过灯泡的适当选择来改变其光发射以满足法规。可以在安装照明器之后开发新的灯泡设计以满足新的法规或创建新的样式。
[0014]照明器还可以用于装饰性家庭或办公室照明，诸如壁灯。
【附图说明】
[0015]图1是具有不同光学区段、反射器、插座和提供可选发射图案的LED灯泡的照明器的截面、对分视图。
[0016]图2图示了图1的照明器，其示出灯泡的第一发射图案如何将光引导至照明器的某些光学区段以创建从照明器输出的第二发射图案。
[0017]图3图示了图1的照明器，其中输出不同发射图案的不同灯泡将光引导至照明器的其它光学区段以创建从照明器输出的另一发射图案。
[0018]图4是输出可以用在第一照明器中的第一发射图案以使照明器输出第二发射图案的第一类型的LED灯泡的示例。
[0019]图5是输出可以用在第一照明器中的第三发射图案以输出第四发射图案的第二类型的LED灯泡的示例。
[0020]图6是照明器中的插座组件开口中的机械钥匙(垂片)的自顶向下视图，其对应于灯泡上的钥匙以用于约束插座中的特定类型灯泡的使用。
[0021]图7是照明器中的插座组件中的连接器图案的自顶向下视图，其对应于灯泡的连接器图案以用于约束插座中的特定类型灯泡的使用。
[0022]图8图示了LED灯泡的第一发射图案。
[0023]图9图示了LED灯泡的第二发射图案。
[0024]图10图示了LED灯泡的第三发射图案。
[0025]图11图示了安装在灯泡中的引线框架的弯曲引线上以创建期望的发射图案的LED ο
[0026]图12图示了LED管芯之上的不同透镜的使用以创建不同发射图案。
[0027]图13A和13B是诸如壁灯之类的两个照明器的自顶向下视图。
[0028]图14A和14B图示了当图2的灯泡安装在照明器中时，由于照明器的光学特征的第一集合所致的来自图13A和13B的照明器的光图案。
[0029]图15A和15B图示了当图3的灯泡安装在照明器中时，由于照明器的光学特征的第二集合所致的来自图13A和13B的照明器的光图案。不同灯泡发射图案可以由不同灯泡或由控制成输出可选光图案的相同灯泡生成。
[0030]相同或类似的元件利用相同的数字来标记。
【具体实施方式】
[0031]通过设计具有不同辐射图案的固态LED灯泡并且适当地设计照明器，可能的是提供单个照明器，其将简单地通过改变灯泡来满足多个辐射图案要求(样式、规章或其它)。以此方式，例如，刹车/尾部照明器可以设计成在由特定设计和插入的灯泡照射时示出水平线，并且相同照明器在由不同灯泡辐射图案照射时可能示出竖直线。这样的照明器因而可以允许制造商或甚至最终汽车用户简单 地通过改变灯泡来改变尾灯的光学样式，因此大幅缩减用于样式更新的时间和成本并且允许汽车消费者通过购买不同的后市灯泡来选择他们自己的尾灯样式。
[0032]政府法规规定用于诸如尾灯之类的机动车灯的特定发射图案。对于不同管辖范围，法规可能是不同的。依照本发明的一个示例，单个照明器可以包括通过由不同灯泡输出的不同光发射图案照射的各种区域，以创建不同发射图案以符合针对光发射的不同法规。不同区域的激发可以是但不必是光学排他的。使一些光溢散到非主要区域中以增强样式可能是同样有效的，但是当不同灯泡辐射图案插入到照明器中时，样式应当是明显不同的。事实上，仅改变用于创建照明器的不同光发射图案的光激励的强度可能是足够的，诸如如果在照明器中采用将蓝色或UV LED光转换成其它颜色的磷光体的话。
[0033]为了确保灯泡满足使用区域中的政府规章要求，照明器中的插座可以以各种方式锁定以确保被适当批准并且适合锁定的所有灯泡将满足法规，即使它们的样式外貌是不同的。照明器和灯泡组合可以一次性设计和制造以最优地满足美国(SAE)和欧洲(ECE)中的机动车要求，其具有不同的辐射图案要求。因此，所观看到的辐射图案通过将哪个灯泡放置到照明器中而不是通过设计两个照明器(一个用于美国并且一个用于欧洲)来选择。
[0034]照明器可以包括设计用于不同灯泡发射图案的反射器、折射器(例如棱镜)、滤波器、窗口布置或其它光学特征的不同集合。
[0035]来自照明器的不同辐射图案可以是插入到照明器中并且在照明器中激发不同光学元件的不同单一辐射图案灯泡的结果，或者可以是从相同灯泡通过选择性激励灯泡内的不同LED生成的不同灯泡辐射图案的结果。
[0036]此外，来自照明器的发射可以通过选择灯泡的发射的颜色光谱(光度光谱)来选择，其中诸如颜色滤波器之类的照明器的光学特征影响基于灯泡的颜色光谱的照明器的发射。
[0037]例如，与特定LED灯泡配对的照明器中的反射器的一个集合可以使照明器产生如从照明器外部看到的甜甜圈形状(环面(toroid))发射图案，其中与法向所成的最大亮度的角度为大约45度。相同照明器内的反射器或其它光学元件的另一单独集合可以生成具有低、薄图案和与法向成大约75度的最大亮度的角度的组合的发射图案，以及更加竖直的发射图案。在一个实施例中，来自照明器内的反射器或其它光学元件的两个集合的两个发射图案基本上不重叠。发射图案不需要是圆形的。其它发射图案可以通过颜色与彼此区分开来。
[0038]在一个实施例中，单个LED灯泡能够生成许多辐射图案。通过选择由灯泡输出的辐射图案，用户可以例如电子地或无线地选择所期望的照明器辐射图案。例如，用户可以选择水平发射图案或竖直发射图案，或者改变灯泡的发射颜色以改变发射图案。这在不改变灯泡或照明器的硬件的情况下都是可能的。在另一实施例中，插座自身，通过激励灯泡引线的某个子集，选择灯泡将生成哪个辐射图案。相应地，制造商仅需要安装用于不同管辖范围的不同插座而不是提供不同照明器。
[0039]包含光学特征的各种集合的照明器可以被设计成不同地处置两个不同灯泡发射图案以完成不同功能。例如，对于机动车中的照明器，一个发射图案可以更多地指向机动车的尾部，并且另一发射图案可以是更加朗伯式的或者向侧面引导光以实现不同安全功能。在另一示例中，不同的LED颜色与用于刹车指示、转向指示、尾灯和倒车灯的两个或更多灯泡发射图案相关联，诸如红色、琥珀色和白色。每一种颜色可以具有不同方向上的峰值发射。所选灯泡发射图案/颜色，与照明器光学特征组合，可以将光引导到塑料照明器中的第一颜色滤波器或者将光引导到清楚部分或其它颜色滤波器。
[0040]设想到其它组合和应用。例如，在用于家庭和办公室中的照明用照明器中通常期望相同的灵活性，诸如壁灯，其中投射到墙壁上的辐射图案是关键样式特征。通过使用设计有不同反射器/棱镜/折射特征或由不同灯泡辐射图案激发的其它光学特征的照明器，家庭所有者可以简单地通过改变灯泡来改变墙壁照明的样式，而不要求添加的时间和费用以改变壁灯灯具。
[0041]图1图示了安装在透光的圆顶状照明器12中的LED灯泡10。照明器12可以是任何形状，并且为了简化而选择圆顶。底部反射器14可以成形为向上引导光。照明器12、反射器14和灯泡10可以是机动车中的尾灯组件的部分，或者可以是壁灯或其它照明单元。LED灯泡10经由插座15安装到照明器12中，插座15可以具有锁定机构，诸如垂片，其将灯泡10在插座15中适当对准并且将灯泡10的使用约束到该特定插座类型。插座15可以具有另一锁定机构以在将插座15安装到照明器12中时对准插座15。灯泡10可以拧到插座15中或者具有插入到插座15中的引线。插座15将典型地具有连接到引向照明器12的导线的导线连接器19，并且插座15可以旋入照明器12背部中的开口中。
[0042]在一个实施例中，灯泡包括包含LED管芯和光学透镜的导热衬底之上的模制塑料至
ΠΠ ο
[0043]标识照明器12的不同光学区段16A-16G。这些区段可以是各种形状或颜色，可以是相同形状或颜色，可以具有用于对光反射或折射或漫射进行重定向的不同棱镜图案，或者可以具有任何其它光学特征。在一个实施例中，区段16A-16G的光学特征是相同的，并且在另一实施例中，区段16A-16G具有光学特征并且不等同。在另一实施例中，区段16A-16G包括不同的颜色滤波器。通过使用区段16A-16G的光学特征，在看向照明器12时可见的辐射图案可以取决于应用而形成环、块、线、不同颜色或其它光学外貌。
[0044]灯泡10包括经由插座15连接到诸如机动车电池或市电之类的电源的电气引线18。引线18的不同组合可以连接到电源以激励灯泡10中的不同LED管芯集合。可替换地，引线18可以连接到电源以便以不同功率级激励相同LED，诸如可以利用机动车尾灯中的尾灯模式(昏暗)和刹车灯模式(明亮)来完成或者可以在处于明亮模式或昏暗模式中的壁灯中完成。
[0045]照明器12的不同区段16A-16G将来自LED灯泡10的光光学变换成不同照明器发射图案。在用于执行从灯泡到照明器的辐射变换功能的照明器内或不同光学元件内可能存在不同数目的区段。
[0046]如果单个灯泡10具有可选发射图案，则LED灯泡10中的LED管芯的不同可选集合发射具有不同发射图案的光。不同LED管芯集合可以是不同颜色、相同颜色、不同亮度级等。在每一个集合中可以存在不同数目的LED管芯。
[0047]图2图示了当激励第一LED管芯集合时或者当使用第一类型的灯泡10时来自灯泡10的第一发射图案20的示例。在示例中最大亮度级可以是大约30-45度。发射图案20可以是对称的或非对称的，并且可以是环面、两个分离半环面或其它形状。
[0048]图2还图示了第一发射图案如何主要照射照明器12的区段16B和16F。区段16B和16F可以具有与其它区段的那些不同的光学特性，诸如提供红色滤波以用于刹车灯指示或者琥珀色滤波以用于转向信号指示。区段16B和16F可以用于相同环的部分。光学特征可以包括折射或反射元件以用于引导光使得来自所照射的区段的光创建来自照明器的期望辐射图案。取决于应用，设想到其它光学特征。
[0049]图3图示了当激励第二LED管芯集合时来自灯泡10的第二发射图案24的示例。第二发射图案24可以具有例如在10-30度之间和在45-75度之间的两个最大 亮度峰值。发射可以是对称的或非对称的，并且可以是环面、两个分离半环面或其它形状。
[0050]图3还图示了第二发射图案24如何主要照射照明器12的区段16A、16C、16E和16G。区段16A、16C、16E和16G可以具有与其它区段的那些不同的光学特性，诸如提供红色滤波以用于刹车灯指示，或者琥珀色滤波以用于转向信号指示，或者没有滤波以用于更明亮的白色光倒车灯。区段16A和16G可以形成外环的部分，并且区段16C和16E可以形成内环的部分。光学特征可以包括棱镜或反射器图案以用于引导光。取决于应用，设想到其它光学特征或者没有光学特征(清楚区)。
[0051]在另一实施例中，用于各种颜色滤波器的环的区段16A-16G以及来自灯泡10的特定颜色发射确定从每一个颜色滤波器发射的光的感知亮度以创建不同光图案。
[0052]照明器12可以是适合用于其应用的任何形状，诸如用于尾灯组件的四分之一圆顶形状。类似地，反射器14可以是适合用于其应用的任何形状，诸如用于在某个方向上引导由灯泡10发射的光的抛物面反射器。反射器14可以包括用于在不同方向上反射由灯泡10发射的光的不同发射图案的多个抛物面反射器。
[0053]还设想到照明器的特定区段可以具有诸如颜色吸收器或光栅之类的光学涂层，其选择性解析入射在所述照明器区段上的辐射光谱，以使得如从特定角方向观看到的照明器的表观颜色是入射在照明器的区段上的颜色的子集。
[0054]进一步设想到照明器的特定区段可以具有磷光材料，其将入射在区段上的一些或全部电磁辐射转换成不同光谱颜色。利用磷光体可以将对人眼可见性差的近UV LED发射转变成明亮的白色或彩色。相应地，激励灯泡中的UV或蓝色LED创建由磷光体设计规定的图案。
[0055]用于产生期望的发射图案的LED管芯集合可以通过向从灯泡10延伸的三个电气引线18的不同组合供给电力来选择。灯泡10引线18可以遵循任何合适的标准，诸如用于机动车灯的标准。在一个实施例中，创建哪个LED辐射图案的选择通过以不同功率选择性激励不同LED元件来完成。该选择可以无线完成，诸如经由移动电话应用，或者使用灯泡到灯泡插座中的电子和/或机械锁定来完成。灯泡10中的控制器25可以经由引线18接收数字信号或者无线信号并且将电力应用于所选LED管芯集合。可以使用RFID、蓝牙、WiFi或其它无线技术。
[0056]在另一实施例中，存在可以用在照明器中的许多灯泡，其中的每一个仅创建单个辐射图案。
[0057]图4是照明器12的部分的截面视图，其中插座15旋入到照明器主体中。LED灯泡26具有一般以向下的角度定向的经封装的LED 27以产生一般是图9的发射图案的镜像的光发射图案。
[0058]图5是照明器12的部分的截面视图，其中插座15旋入到照明器主体中。LED灯泡28具有一般在水平方向上定向的经封装的LED 29以产生一般为图10的光发射图案的光发射图案。
[0059]图4和图5的不同灯泡可以安装在相同照明器12中以使照明器12输出不同发射图案。照明器12—般地将特别地被设计成适应两个灯泡的发射图案以产生所期望的输出发射图案，诸如由管辖法规所要求的图案。例如，图4的灯泡可以主要照射图1的照明器12的下部区段，并且图5的灯泡可以主要照射图1的照明器12的中间区段。其它LED可以安装在灯泡的顶部上以照射图1的照明器12的顶部区段。
[0060]图6是用于接收LED灯泡的插座组件中的开口32的自顶向下视图。图6示出与灯泡外壳中的凹口对准以约束仅该类型的灯泡在照明器中的使用的垂片34。特定插座组件被安装在要求利用某个类型的灯泡可实现的某个照明器发射图案的管辖范围中所销售的照明器中。对于其它管辖范围，使用相同照明器但是其具有不同插座。插座一般旋入到照明器中。
[0061]图7是对应于灯泡的连接器图案以用于约束特定类型灯泡在插座中的使用的照明器中的插座组件36中的连接器图案35的自顶向下视图。这是约束具有某些插座的某些灯泡的使用的可替换锁定方法。另外，电源到灯泡连接器的连接对于不同插座组件而言可以是不同的，以使得仅适当灯泡将与特定插座一起操作。
[0062]图8-10是可以从LED灯泡输出的发射图案的一些示例的极坐标图，其典型地取决于灯泡内的反射器和灯泡内的LED管芯的角度。
[0063]图11图示了依照本发明的一个实施例的灯泡40的部分。仅示出四个LED管芯42A-42D(统称为LED管芯42)但是可以取决于所期望的亮度和发射图案而使用多得多的LED管芯。对应LED管芯可以在灯泡40的另一侧上但在图11中被遮挡以创建更对称的发射图案。
[0064]所示出的LED管芯42是竖直管芯，但是也可以使用横向和倒装芯片管芯。LED管芯42的底部阴极金属电极直接键合到引线框架条44以得到良好的电气和热学耦合。LED管芯42A、42B和42D使其顶部阳极电极经由导线46连接到引线框架条48。引线框架条46、48和50可以是铜并且镀有反射银层。因此，将电源连接到条44和48(在图1的两个引线18中终止)点亮LED管芯42A、42B和42D(以及类似于在图11中被遮挡的LED管芯42D的LED管芯)以创建类似于图3中所示的发射图案。
[0065]LED管芯42C使其顶部阳极电极经由导线51连接到引线框架条50。因此，将电源连接到条44和50点亮LED管芯42C(以及类似于在图11中被遮挡的LED管芯42C的LED管芯)以创建诸如图2中所示的成角度的发射图案。
[0066]可以存在更多引线框架条和更多LED管芯。连接到相同引线条的一些LED管芯可以并联连接。LED管芯还可以通过来自安装到第一条的第一LED管芯的阳极导线串联连接，该第一条连接到具有安装在其上的第二 LED管芯的第二条。第二 LED管芯的阳极连接到第三条，以使得第一 LED管芯串联连接到第二 LED管芯。可以以此方式串联和并联连接任何数目的LED管芯以提供任何电压降和任何亮度。
[0067]引线框架条可以以其它图案弯曲或(例如以U形形状)呈弧形，以创建其它发射图案。可以在弯曲的引线框架上以任何角度安装任何数目的LED管芯。
[0068]引线框架条44的不同区段上的LED管芯可以是不同颜色，因此每一个发射图案具有不同颜色。LED管芯可以是红色、琥珀色和白色LED管芯或任何其它颜色。这些颜色可以通过具有合适磷光体的蓝色LED管芯来生成，因此所有LED管芯具有相同电压降。
[0069 ]连接器可以将条44、48和50的端部连接到灯泡10的引线18。
[0070]LED管芯和引线框架可以围封在灯泡10中，诸如通过在LED管芯和引线框架周围模制透明材料(例如塑料)。灯泡10的外表面可以是任何形状，包括对发射进一步成形的形状。LED管芯可以由诸如硅树脂之类的弹性材料分离地封装，以考虑材料的不同热膨胀系数。
[0071]灯泡10表面的光学特性还可以影响用于被点亮的LED管芯的发射图案。例如，灯泡10可以在其外表面中具有菲涅尔透镜，其对LED光进行重定向以创建所期望的发射图案。可替换地，灯泡10具有不显著影响LED管芯所发射的发射图案的半球形平滑表面。可替换地，灯泡10可以具有形成其外表面的部分的经封装的LED管芯，如图4和5中所示。
[0072]其它技术可以用于使管芯的不同LED集合生成不同发射图案。例如，LED管芯阵列中 的每一个LED管芯可以具有在所期望的方向上引导光的初级光学器件(透镜)，如图12中所示。在图12中，LED管芯54具有使峰值发射为零度(如通过光线57所示)的透镜56，而LED管芯58具有使峰值发射处于30度(如通过光线61所示)的透镜60。1^0管芯54和58可以通过向引线框架条44、48和50的不同组合应用电力来单独地激励。用于对来自LED管芯的光成形的各种透镜是公知的，并且在转让给本受让人并且通过引用合并于此的美国专利N0.7，352，011中找到一些示例。在美国专利N0.7，352，011中，在LED管芯之上直接模制产生任何发射特性的透镜。美国专利N0.7,352，011描述了表征为侧发射式透镜、半球形透镜和具有50-80度内的可选峰值发射的其它透镜的透镜。
[0073]图13A是第一类型的照明器70的简化前视图，并且图13B是第二类型的照明器72的简化前视图。照明器70可以是图1的那个照明器，其中各种区段16A-16G形成同心环，其可以是漫射器、颜色滤波器、折射器、窗口等。
[0074]图14A图示了包含诸如图2的灯泡之类的灯泡的照明器70，其中灯泡的发射图案(类似于图2或图9中所示的那个)使单个环74在照明器70中被照射。这可以对应于由图2中的区段16B和16F形成的环。
[0075]图14B图示了包含诸如图2的灯泡之类的灯泡的照明器72，其中灯泡的发射图案(类似于图2或图9中所示的那个)使竖直线对76在照明器72中被照射。
[0076]图15A图示了包含诸如图3的灯泡之类的灯泡的照明器70，其中灯泡的发射图案(类似于图3中所示的那个)使同心环74和78在照明器70中被照射。这可以对应于由图3中的区段16A、16C、16E和16G形成的环。
[0077]图15B图示了包含诸如图3的灯泡之类的灯泡的照明器72，其中灯泡的发射图案(类似于图3中所示的那个)使两个竖直线对76和80在照明器72中被照射。
[0078]预想到其它设计，并且任何数目的发射图案可以由灯泡输出。
[0079]虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是对本领域技术人员将显而易见的是可以做出改变和修改而不在其较宽泛方面脱离本发明，并且因此随附权利要求要在其范围内涵盖如落在本发明的真实精神和范围内的所有这样的改变和修改。
【主权项】
1.一种发光设备，包括: 具有用于接收包含至少一个发光二极管(LED)管芯的一个或多个LED灯泡的插座的照明器， 该插座被配置成改变LED灯泡， 该照明器具有多个光学特征集合，包括第一光学特征集合和第二光学特征集合，第一光学特征集合不等同于第二光学特征集合，第一光学特征集合被配置用于与发射第一类型光发射的LED灯泡一起使用，第一类型光发射包括辐射图案和光度光谱的第一组合，第二光学特征集合被配置用于与发射第二类型光发射的LED灯泡一起使用，第二类型光发射包括辐射图案和光度光谱的第二组合， 其中第一光学特征集合修改LED灯泡的第一类型光发射以使照明器输出第三类型光发射，并且 其中第二光学特征集合修改LED灯泡的第二类型光发射以使照明器输出第四类型光发射。2.权利要求1的设备，其中发射第一类型光发射的LED灯泡不同于发射第二类型光发射的LED灯泡。3.根据权利要求1或2的设备，其中第一类型光发射包括第一光发射图案和第一光度光谱，并且其中第二类型光发射包括不同于第一光发射图案的第二光发射图案和/或包括不同于第一光度光谱的第二光度光谱。4.根据权利要求1-3之一的设备，其中第一光学特征集合包括以特定方式作用于第一类型光发射以产生第三类型光发射的第一反射器、第一折射器、第一漫射器、第一窗口和第一滤波器中的至少一个，并且其中第二光学特征集合包括以特定方式作用于第二类型光发射以产生第四类型光发射的第二反射器、第二折射器、第二漫射器、第二窗口和第二滤波器中的至少一个。5.根据前述权利要求之一的设备，其中所述照明器适合用于机动车应用。6.根据前述权利要求之一的设备，其中所述插座是可更换的以便作为第一插座或第二插座中的至少一个，并且其中该插座包括约束其使用仅用于发射第一类型光发射的LED灯泡的锁定机构。7.根据前述权利要求之一的设备，被配置用于可控LED灯泡以输出第一类型光发射或第二类型光发射，以便使照明器输出第三类型光发射或第四类型光发射。8.灯组件，包括前述权利要求之一的设备并且还包括安装在照明器中的第一LED灯泡，其中该灯泡输出第一类型光发射。9.权利要求8的灯组件，包括第二LED灯泡，其中第二 LED灯泡发射第二类型光发射。10.根据权利要求1的发光设备，其中LED灯泡包括包含LED管芯和光学透镜的导热衬底之上的模制塑料盖。11.根据权利要求7的发光设备，其中LED灯泡包含多个LED管芯，其中管芯的不同个体的激励确定灯泡发射第一类型光发射还是第二类型光发射。12.使用发光设备的方法，包括: 提供具有用于接收包含至少一个发光二极管(LED)管芯的LED灯泡的插座的照明器，该照明器具有多个光学特征集合，包括第一光学特征集合和第二光学特征集合，第一光学特征集合不等同于第二光学特征集合，第一光学特征集合被配置用于与发射第一类型光发射的灯泡一起使用，第二光学特征集合被配置用于与发射第二类型光发射的灯泡一起使用； 其中该插座被配置成改变LED灯泡， 其中第一光学特征集合修改灯泡的第一类型光发射以使照明器输出第三类型光发射，并且 其中第二光学特征集合修改灯泡的第二类型光发射以使照明器输出第四类型光发射；以及 选择发射第一类型光发射的LED灯泡或发射第二类型光发射的LED灯泡以用于安装到插座中以使照明器输出第三类型光发射或第四类型光发射。13.权利要求12的方法，其中选择的步骤包括将第一LED灯泡安装到插座中或者将不同的第二LED灯泡安装到插座中。14.权利要求13的方法，其中选择的步骤包括将单个LED灯泡安装到插座中并且激励该LED灯泡中的特定LED管芯以使该LED灯泡发射第一类型发射或第二类型发射。15.权利要求14的方法，其中第一类型光发射包括辐射图案和光度光谱的第一组合，并且其中第二类型光发射包括辐射图案和光度光谱的第二组合。
【专利摘要】诸如用于机动车的外部灯或壁灯之类的照明器（12）至少包括第一光学特征集合（16B,16F）和第二光学特征集合（16A,16C,16E,16G）。第一光学特征集合（16B,16F）被配置用于与发射第一类型光发射图案（20）的LED灯泡（10）一起使用，使得照明器输出特定光发射图案。第二光学特征集合（16A,16C,16E,16G）被配置用于与发射第二类型光发射图案（24）的灯泡（10）一起使用，使得照明器输出不同类型的光发射图案。以此方式，相同照明器可以取决于灯泡的发射图案而输出不同光发射图案。照明器的发射图案还可以取决于灯泡发射的颜色。可以使用不同灯泡或者可以激励单个灯泡中的不同LED以生成发射图案。
【IPC分类】F21V3/02, F21S8/00, F21Y113/00, F21S8/10, F21V3/04, F21Y115/10, F21S10/00
【公开号】CN105492822
【申请号】CN201480049591
【发明人】P.S.马丁
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月5日
【公告号】WO2015033296A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及包含发光二极管(LED)的照明器，并且特别地涉及用于改变这样的照明器的发射图案的技术。
【背景技术】
[0002]机动车中的照明器的示例是尾灯组件，包括外部塑料盖、重定向棱镜、反射器、插座和大致位于反射器的焦点处的灯泡。灯泡可以包括两个灯丝，其中一个灯丝被激励以用于恒定尾灯，并且两个灯丝被激励以用于更明亮的刹车指示。在两种情况中，灯泡的发射图案是朗伯式(lambertian)。在照明器中可以存在用于侧灯和转向信号的多个隔室，并且每一个隔室容纳相关联的灯泡。由于灯丝灯泡具有朗伯式发射，因此只有通过改变照明器的光学特征才能改变照明器的发射图案。
[0003]政府法规规定用于包括例如尾灯和头灯的所有外部车辆照明的发射图案。用于车辆的外部照明受标准化灯丝灯所支配，该标准化灯丝灯大部分是朗伯式源，因此照明器的辐射图案中的差异主要归因于照明器设计中的差异。因此，对于不同管辖范围，必须设计不同照明器以创建所需的发射图案。结果是，取决于在哪里销售车辆，照明器的光学特征(包括滤色器)必定是不同的。
[0004]最近，白炽灯泡已经被LED灯泡所取代。这些固态灯泡具有与传统灯泡相同或类似的插座连接特征，从而允许它们改造成现有照明器。然而，LED灯泡仿效白炽灯泡并且输出朗伯式图案，其中反射器和照明器中的其它光学器件用于对射束成形。
[0005]照明器，特别是汽车中的那些照明器，通常服务于多于一个目的。例如，照明器需要提供颜色和光图案以满足规章要求，但是它也是重要的样式元素。最近的较高端的车辆已经大量利用LED和新颖的光学器件来创建与品牌链接的样式元素，比如BMW的用于前位置灯的光环，或者奥迪(Audi)的用于日间运行灯的“眼眉光”。而且，在汽车的尾部，尾灯已经成为重要的样式元素，其中每一款车型展示新的外观但是维持链接到汽车品牌的特征。
[0006]就所有时尚元素而言，“更新时间”对于保持照明器以及因而车辆看起来新鲜且时髦是重要的。针对车辆的更新时间在汽车生产的几十年来已经减少，并且在撰写本文时，典型地对于车型更新而言为2-3年并且对于全新车型而言为4-5年。新的车辆照明器具有类似的2-3年设计和制造周期并且通常是汽车的一些最可见的样式特征。比如刹车/后尾灯之类的照明器被设计成适合单个灯泡类型，并且不同照明器被设计成满足不同国家和/或规定区域的所规定的辐射图案和样式需要。一个结果是单个车型可以因而要求设计和制造若干不同照明器以满足不同法规，并且当期望样式更新时，照明器必须再次进行重新设计和单独制造。
[0007]W02011/131197A1公开了一种具有至少两组光源的组件的光照设备，这些光源是单独可控的。每一组光源装配有不同透镜、混合器或反射器。第一组光源被配置成穿过漫射器盖的非漫射区域，并且第二组光源被配置成穿过漫射器盖的漫射区域。
[0008]所需要的是一种照明器，其光发射可以迅速且廉价地改变以满足不同规定要求并且具有不同样式特征。
【发明内容】
[0009]—种照明器被设计成当使用安装在照明器中的不同LED灯泡时输出不同光发射图案，其中每一个灯泡输出不同的光发射图案或颜色光谱。照明器包含与可以由不同灯泡输出的不同发射图案或颜色相关联并且对灯泡的发射进行反射、折射和/或滤波以实现所期望的照明器输出的光学特征的不同集合。利用这样的照明器，相同照明器可以安装在将被用在具有不同光发射/颜色法规的不同管辖范围中的机动车中，并且仅需要针对特定管辖范围改变灯泡。此外，照明器的光发射的样式可以简单地通过改变灯泡来改变。
[0010]在另一实施例中，灯泡自身是可控的以输出两个或更多光发射图案或颜色，比如通过激励灯泡的不同引线或者通过数字控制灯泡内的开关。
[0011]在一个示例中，照明器具有第一反射器和窗口集合，其位于照明器中以反射和输出来自安装在插座中的第一灯泡类型的光发射，以使得照明器的光发射具有特定的第一图案。照明器还具有第二反射器和窗口集合，其反射和输出来自安装在插座中的第二灯泡类型的光发射，以使得照明器的光发射具有特定的第二图案。
[0012]在另一示例中，照明器具有形成不同输出窗口的不同颜色滤波器，并且具有不同颜色光谱发射的不同灯泡使照明器输出不同发射图案和颜色。
[0013]作为不同灯泡发射图案/颜色的结果的照明器所输出的各种光发射图案/颜色可以用于满足不同法规或用于改变美学样式。因此，单个类型的照明器可以安装在机动车中，并且可以简单地通过灯泡的适当选择来改变其光发射以满足法规。可以在安装照明器之后开发新的灯泡设计以满足新的法规或创建新的样式。
[0014]照明器还可以用于装饰性家庭或办公室照明，诸如壁灯。
【附图说明】
[0015]图1是具有不同光学区段、反射器、插座和提供可选发射图案的LED灯泡的照明器的截面、对分视图。
[0016]图2图示了图1的照明器，其示出灯泡的第一发射图案如何将光引导至照明器的某些光学区段以创建从照明器输出的第二发射图案。
[0017]图3图示了图1的照明器，其中输出不同发射图案的不同灯泡将光引导至照明器的其它光学区段以创建从照明器输出的另一发射图案。
[0018]图4是输出可以用在第一照明器中的第一发射图案以使照明器输出第二发射图案的第一类型的LED灯泡的示例。
[0019]图5是输出可以用在第一照明器中的第三发射图案以输出第四发射图案的第二类型的LED灯泡的示例。
[0020]图6是照明器中的插座组件开口中的机械钥匙(垂片)的自顶向下视图，其对应于灯泡上的钥匙以用于约束插座中的特定类型灯泡的使用。
[0021]图7是照明器中的插座组件中的连接器图案的自顶向下视图，其对应于灯泡的连接器图案以用于约束插座中的特定类型灯泡的使用。
[0022]图8图示了LED灯泡的第一发射图案。
[0023]图9图示了LED灯泡的第二发射图案。
[0024]图10图示了LED灯泡的第三发射图案。
[0025]图11图示了安装在灯泡中的引线框架的弯曲引线上以创建期望的发射图案的LED ο
[0026]图12图示了LED管芯之上的不同透镜的使用以创建不同发射图案。
[0027]图13A和13B是诸如壁灯之类的两个照明器的自顶向下视图。
[0028]图14A和14B图示了当图2的灯泡安装在照明器中时，由于照明器的光学特征的第一集合所致的来自图13A和13B的照明器的光图案。
[0029]图15A和15B图示了当图3的灯泡安装在照明器中时，由于照明器的光学特征的第二集合所致的来自图13A和13B的照明器的光图案。不同灯泡发射图案可以由不同灯泡或由控制成输出可选光图案的相同灯泡生成。
[0030]相同或类似的元件利用相同的数字来标记。
【具体实施方式】
[0031]通过设计具有不同辐射图案的固态LED灯泡并且适当地设计照明器，可能的是提供单个照明器，其将简单地通过改变灯泡来满足多个辐射图案要求(样式、规章或其它)。以此方式，例如，刹车/尾部照明器可以设计成在由特定设计和插入的灯泡照射时示出水平线，并且相同照明器在由不同灯泡辐射图案照射时可能示出竖直线。这样的照明器因而可以允许制造商或甚至最终汽车用户简单 地通过改变灯泡来改变尾灯的光学样式，因此大幅缩减用于样式更新的时间和成本并且允许汽车消费者通过购买不同的后市灯泡来选择他们自己的尾灯样式。
[0032]政府法规规定用于诸如尾灯之类的机动车灯的特定发射图案。对于不同管辖范围，法规可能是不同的。依照本发明的一个示例，单个照明器可以包括通过由不同灯泡输出的不同光发射图案照射的各种区域，以创建不同发射图案以符合针对光发射的不同法规。不同区域的激发可以是但不必是光学排他的。使一些光溢散到非主要区域中以增强样式可能是同样有效的，但是当不同灯泡辐射图案插入到照明器中时，样式应当是明显不同的。事实上，仅改变用于创建照明器的不同光发射图案的光激励的强度可能是足够的，诸如如果在照明器中采用将蓝色或UV LED光转换成其它颜色的磷光体的话。
[0033]为了确保灯泡满足使用区域中的政府规章要求，照明器中的插座可以以各种方式锁定以确保被适当批准并且适合锁定的所有灯泡将满足法规，即使它们的样式外貌是不同的。照明器和灯泡组合可以一次性设计和制造以最优地满足美国(SAE)和欧洲(ECE)中的机动车要求，其具有不同的辐射图案要求。因此，所观看到的辐射图案通过将哪个灯泡放置到照明器中而不是通过设计两个照明器(一个用于美国并且一个用于欧洲)来选择。
[0034]照明器可以包括设计用于不同灯泡发射图案的反射器、折射器(例如棱镜)、滤波器、窗口布置或其它光学特征的不同集合。
[0035]来自照明器的不同辐射图案可以是插入到照明器中并且在照明器中激发不同光学元件的不同单一辐射图案灯泡的结果，或者可以是从相同灯泡通过选择性激励灯泡内的不同LED生成的不同灯泡辐射图案的结果。
[0036]此外，来自照明器的发射可以通过选择灯泡的发射的颜色光谱(光度光谱)来选择，其中诸如颜色滤波器之类的照明器的光学特征影响基于灯泡的颜色光谱的照明器的发射。
[0037]例如，与特定LED灯泡配对的照明器中的反射器的一个集合可以使照明器产生如从照明器外部看到的甜甜圈形状(环面(toroid))发射图案，其中与法向所成的最大亮度的角度为大约45度。相同照明器内的反射器或其它光学元件的另一单独集合可以生成具有低、薄图案和与法向成大约75度的最大亮度的角度的组合的发射图案，以及更加竖直的发射图案。在一个实施例中，来自照明器内的反射器或其它光学元件的两个集合的两个发射图案基本上不重叠。发射图案不需要是圆形的。其它发射图案可以通过颜色与彼此区分开来。
[0038]在一个实施例中，单个LED灯泡能够生成许多辐射图案。通过选择由灯泡输出的辐射图案，用户可以例如电子地或无线地选择所期望的照明器辐射图案。例如，用户可以选择水平发射图案或竖直发射图案，或者改变灯泡的发射颜色以改变发射图案。这在不改变灯泡或照明器的硬件的情况下都是可能的。在另一实施例中，插座自身，通过激励灯泡引线的某个子集，选择灯泡将生成哪个辐射图案。相应地，制造商仅需要安装用于不同管辖范围的不同插座而不是提供不同照明器。
[0039]包含光学特征的各种集合的照明器可以被设计成不同地处置两个不同灯泡发射图案以完成不同功能。例如，对于机动车中的照明器，一个发射图案可以更多地指向机动车的尾部，并且另一发射图案可以是更加朗伯式的或者向侧面引导光以实现不同安全功能。在另一示例中，不同的LED颜色与用于刹车指示、转向指示、尾灯和倒车灯的两个或更多灯泡发射图案相关联，诸如红色、琥珀色和白色。每一种颜色可以具有不同方向上的峰值发射。所选灯泡发射图案/颜色，与照明器光学特征组合，可以将光引导到塑料照明器中的第一颜色滤波器或者将光引导到清楚部分或其它颜色滤波器。
[0040]设想到其它组合和应用。例如，在用于家庭和办公室中的照明用照明器中通常期望相同的灵活性，诸如壁灯，其中投射到墙壁上的辐射图案是关键样式特征。通过使用设计有不同反射器/棱镜/折射特征或由不同灯泡辐射图案激发的其它光学特征的照明器，家庭所有者可以简单地通过改变灯泡来改变墙壁照明的样式，而不要求添加的时间和费用以改变壁灯灯具。
[0041]图1图示了安装在透光的圆顶状照明器12中的LED灯泡10。照明器12可以是任何形状，并且为了简化而选择圆顶。底部反射器14可以成形为向上引导光。照明器12、反射器14和灯泡10可以是机动车中的尾灯组件的部分，或者可以是壁灯或其它照明单元。LED灯泡10经由插座15安装到照明器12中，插座15可以具有锁定机构，诸如垂片，其将灯泡10在插座15中适当对准并且将灯泡10的使用约束到该特定插座类型。插座15可以具有另一锁定机构以在将插座15安装到照明器12中时对准插座15。灯泡10可以拧到插座15中或者具有插入到插座15中的引线。插座15将典型地具有连接到引向照明器12的导线的导线连接器19，并且插座15可以旋入照明器12背部中的开口中。
[0042]在一个实施例中，灯泡包括包含LED管芯和光学透镜的导热衬底之上的模制塑料至
ΠΠ ο
[0043]标识照明器12的不同光学区段16A-16G。这些区段可以是各种形状或颜色，可以是相同形状或颜色，可以具有用于对光反射或折射或漫射进行重定向的不同棱镜图案，或者可以具有任何其它光学特征。在一个实施例中，区段16A-16G的光学特征是相同的，并且在另一实施例中，区段16A-16G具有光学特征并且不等同。在另一实施例中，区段16A-16G包括不同的颜色滤波器。通过使用区段16A-16G的光学特征，在看向照明器12时可见的辐射图案可以取决于应用而形成环、块、线、不同颜色或其它光学外貌。
[0044]灯泡10包括经由插座15连接到诸如机动车电池或市电之类的电源的电气引线18。引线18的不同组合可以连接到电源以激励灯泡10中的不同LED管芯集合。可替换地，引线18可以连接到电源以便以不同功率级激励相同LED，诸如可以利用机动车尾灯中的尾灯模式(昏暗)和刹车灯模式(明亮)来完成或者可以在处于明亮模式或昏暗模式中的壁灯中完成。
[0045]照明器12的不同区段16A-16G将来自LED灯泡10的光光学变换成不同照明器发射图案。在用于执行从灯泡到照明器的辐射变换功能的照明器内或不同光学元件内可能存在不同数目的区段。
[0046]如果单个灯泡10具有可选发射图案，则LED灯泡10中的LED管芯的不同可选集合发射具有不同发射图案的光。不同LED管芯集合可以是不同颜色、相同颜色、不同亮度级等。在每一个集合中可以存在不同数目的LED管芯。
[0047]图2图示了当激励第一LED管芯集合时或者当使用第一类型的灯泡10时来自灯泡10的第一发射图案20的示例。在示例中最大亮度级可以是大约30-45度。发射图案20可以是对称的或非对称的，并且可以是环面、两个分离半环面或其它形状。
[0048]图2还图示了第一发射图案如何主要照射照明器12的区段16B和16F。区段16B和16F可以具有与其它区段的那些不同的光学特性，诸如提供红色滤波以用于刹车灯指示或者琥珀色滤波以用于转向信号指示。区段16B和16F可以用于相同环的部分。光学特征可以包括折射或反射元件以用于引导光使得来自所照射的区段的光创建来自照明器的期望辐射图案。取决于应用，设想到其它光学特征。
[0049]图3图示了当激励第二LED管芯集合时来自灯泡10的第二发射图案24的示例。第二发射图案24可以具有例如在10-30度之间和在45-75度之间的两个最大 亮度峰值。发射可以是对称的或非对称的，并且可以是环面、两个分离半环面或其它形状。
[0050]图3还图示了第二发射图案24如何主要照射照明器12的区段16A、16C、16E和16G。区段16A、16C、16E和16G可以具有与其它区段的那些不同的光学特性，诸如提供红色滤波以用于刹车灯指示，或者琥珀色滤波以用于转向信号指示，或者没有滤波以用于更明亮的白色光倒车灯。区段16A和16G可以形成外环的部分，并且区段16C和16E可以形成内环的部分。光学特征可以包括棱镜或反射器图案以用于引导光。取决于应用，设想到其它光学特征或者没有光学特征(清楚区)。
[0051]在另一实施例中，用于各种颜色滤波器的环的区段16A-16G以及来自灯泡10的特定颜色发射确定从每一个颜色滤波器发射的光的感知亮度以创建不同光图案。
[0052]照明器12可以是适合用于其应用的任何形状，诸如用于尾灯组件的四分之一圆顶形状。类似地，反射器14可以是适合用于其应用的任何形状，诸如用于在某个方向上引导由灯泡10发射的光的抛物面反射器。反射器14可以包括用于在不同方向上反射由灯泡10发射的光的不同发射图案的多个抛物面反射器。
[0053]还设想到照明器的特定区段可以具有诸如颜色吸收器或光栅之类的光学涂层，其选择性解析入射在所述照明器区段上的辐射光谱，以使得如从特定角方向观看到的照明器的表观颜色是入射在照明器的区段上的颜色的子集。
[0054]进一步设想到照明器的特定区段可以具有磷光材料，其将入射在区段上的一些或全部电磁辐射转换成不同光谱颜色。利用磷光体可以将对人眼可见性差的近UV LED发射转变成明亮的白色或彩色。相应地，激励灯泡中的UV或蓝色LED创建由磷光体设计规定的图案。
[0055]用于产生期望的发射图案的LED管芯集合可以通过向从灯泡10延伸的三个电气引线18的不同组合供给电力来选择。灯泡10引线18可以遵循任何合适的标准，诸如用于机动车灯的标准。在一个实施例中，创建哪个LED辐射图案的选择通过以不同功率选择性激励不同LED元件来完成。该选择可以无线完成，诸如经由移动电话应用，或者使用灯泡到灯泡插座中的电子和/或机械锁定来完成。灯泡10中的控制器25可以经由引线18接收数字信号或者无线信号并且将电力应用于所选LED管芯集合。可以使用RFID、蓝牙、WiFi或其它无线技术。
[0056]在另一实施例中，存在可以用在照明器中的许多灯泡，其中的每一个仅创建单个辐射图案。
[0057]图4是照明器12的部分的截面视图，其中插座15旋入到照明器主体中。LED灯泡26具有一般以向下的角度定向的经封装的LED 27以产生一般是图9的发射图案的镜像的光发射图案。
[0058]图5是照明器12的部分的截面视图，其中插座15旋入到照明器主体中。LED灯泡28具有一般在水平方向上定向的经封装的LED 29以产生一般为图10的光发射图案的光发射图案。
[0059]图4和图5的不同灯泡可以安装在相同照明器12中以使照明器12输出不同发射图案。照明器12—般地将特别地被设计成适应两个灯泡的发射图案以产生所期望的输出发射图案，诸如由管辖法规所要求的图案。例如，图4的灯泡可以主要照射图1的照明器12的下部区段，并且图5的灯泡可以主要照射图1的照明器12的中间区段。其它LED可以安装在灯泡的顶部上以照射图1的照明器12的顶部区段。
[0060]图6是用于接收LED灯泡的插座组件中的开口32的自顶向下视图。图6示出与灯泡外壳中的凹口对准以约束仅该类型的灯泡在照明器中的使用的垂片34。特定插座组件被安装在要求利用某个类型的灯泡可实现的某个照明器发射图案的管辖范围中所销售的照明器中。对于其它管辖范围，使用相同照明器但是其具有不同插座。插座一般旋入到照明器中。
[0061]图7是对应于灯泡的连接器图案以用于约束特定类型灯泡在插座中的使用的照明器中的插座组件36中的连接器图案35的自顶向下视图。这是约束具有某些插座的某些灯泡的使用的可替换锁定方法。另外，电源到灯泡连接器的连接对于不同插座组件而言可以是不同的，以使得仅适当灯泡将与特定插座一起操作。
[0062]图8-10是可以从LED灯泡输出的发射图案的一些示例的极坐标图，其典型地取决于灯泡内的反射器和灯泡内的LED管芯的角度。
[0063]图11图示了依照本发明的一个实施例的灯泡40的部分。仅示出四个LED管芯42A-42D(统称为LED管芯42)但是可以取决于所期望的亮度和发射图案而使用多得多的LED管芯。对应LED管芯可以在灯泡40的另一侧上但在图11中被遮挡以创建更对称的发射图案。
[0064]所示出的LED管芯42是竖直管芯，但是也可以使用横向和倒装芯片管芯。LED管芯42的底部阴极金属电极直接键合到引线框架条44以得到良好的电气和热学耦合。LED管芯42A、42B和42D使其顶部阳极电极经由导线46连接到引线框架条48。引线框架条46、48和50可以是铜并且镀有反射银层。因此，将电源连接到条44和48(在图1的两个引线18中终止)点亮LED管芯42A、42B和42D(以及类似于在图11中被遮挡的LED管芯42D的LED管芯)以创建类似于图3中所示的发射图案。
[0065]LED管芯42C使其顶部阳极电极经由导线51连接到引线框架条50。因此，将电源连接到条44和50点亮LED管芯42C(以及类似于在图11中被遮挡的LED管芯42C的LED管芯)以创建诸如图2中所示的成角度的发射图案。
[0066]可以存在更多引线框架条和更多LED管芯。连接到相同引线条的一些LED管芯可以并联连接。LED管芯还可以通过来自安装到第一条的第一LED管芯的阳极导线串联连接，该第一条连接到具有安装在其上的第二 LED管芯的第二条。第二 LED管芯的阳极连接到第三条，以使得第一 LED管芯串联连接到第二 LED管芯。可以以此方式串联和并联连接任何数目的LED管芯以提供任何电压降和任何亮度。
[0067]引线框架条可以以其它图案弯曲或(例如以U形形状)呈弧形，以创建其它发射图案。可以在弯曲的引线框架上以任何角度安装任何数目的LED管芯。
[0068]引线框架条44的不同区段上的LED管芯可以是不同颜色，因此每一个发射图案具有不同颜色。LED管芯可以是红色、琥珀色和白色LED管芯或任何其它颜色。这些颜色可以通过具有合适磷光体的蓝色LED管芯来生成，因此所有LED管芯具有相同电压降。
[0069 ]连接器可以将条44、48和50的端部连接到灯泡10的引线18。
[0070]LED管芯和引线框架可以围封在灯泡10中，诸如通过在LED管芯和引线框架周围模制透明材料(例如塑料)。灯泡10的外表面可以是任何形状，包括对发射进一步成形的形状。LED管芯可以由诸如硅树脂之类的弹性材料分离地封装，以考虑材料的不同热膨胀系数。
[0071]灯泡10表面的光学特性还可以影响用于被点亮的LED管芯的发射图案。例如，灯泡10可以在其外表面中具有菲涅尔透镜，其对LED光进行重定向以创建所期望的发射图案。可替换地，灯泡10具有不显著影响LED管芯所发射的发射图案的半球形平滑表面。可替换地，灯泡10可以具有形成其外表面的部分的经封装的LED管芯，如图4和5中所示。
[0072]其它技术可以用于使管芯的不同LED集合生成不同发射图案。例如，LED管芯阵列中 的每一个LED管芯可以具有在所期望的方向上引导光的初级光学器件(透镜)，如图12中所示。在图12中，LED管芯54具有使峰值发射为零度(如通过光线57所示)的透镜56，而LED管芯58具有使峰值发射处于30度(如通过光线61所示)的透镜60。1^0管芯54和58可以通过向引线框架条44、48和50的不同组合应用电力来单独地激励。用于对来自LED管芯的光成形的各种透镜是公知的，并且在转让给本受让人并且通过引用合并于此的美国专利N0.7，352，011中找到一些示例。在美国专利N0.7，352，011中，在LED管芯之上直接模制产生任何发射特性的透镜。美国专利N0.7,352，011描述了表征为侧发射式透镜、半球形透镜和具有50-80度内的可选峰值发射的其它透镜的透镜。
[0073]图13A是第一类型的照明器70的简化前视图，并且图13B是第二类型的照明器72的简化前视图。照明器70可以是图1的那个照明器，其中各种区段16A-16G形成同心环，其可以是漫射器、颜色滤波器、折射器、窗口等。
[0074]图14A图示了包含诸如图2的灯泡之类的灯泡的照明器70，其中灯泡的发射图案(类似于图2或图9中所示的那个)使单个环74在照明器70中被照射。这可以对应于由图2中的区段16B和16F形成的环。
[0075]图14B图示了包含诸如图2的灯泡之类的灯泡的照明器72，其中灯泡的发射图案(类似于图2或图9中所示的那个)使竖直线对76在照明器72中被照射。
[0076]图15A图示了包含诸如图3的灯泡之类的灯泡的照明器70，其中灯泡的发射图案(类似于图3中所示的那个)使同心环74和78在照明器70中被照射。这可以对应于由图3中的区段16A、16C、16E和16G形成的环。
[0077]图15B图示了包含诸如图3的灯泡之类的灯泡的照明器72，其中灯泡的发射图案(类似于图3中所示的那个)使两个竖直线对76和80在照明器72中被照射。
[0078]预想到其它设计，并且任何数目的发射图案可以由灯泡输出。
[0079]虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是对本领域技术人员将显而易见的是可以做出改变和修改而不在其较宽泛方面脱离本发明，并且因此随附权利要求要在其范围内涵盖如落在本发明的真实精神和范围内的所有这样的改变和修改。
【主权项】
1.一种发光设备，包括: 具有用于接收包含至少一个发光二极管(LED)管芯的一个或多个LED灯泡的插座的照明器， 该插座被配置成改变LED灯泡， 该照明器具有多个光学特征集合，包括第一光学特征集合和第二光学特征集合，第一光学特征集合不等同于第二光学特征集合，第一光学特征集合被配置用于与发射第一类型光发射的LED灯泡一起使用，第一类型光发射包括辐射图案和光度光谱的第一组合，第二光学特征集合被配置用于与发射第二类型光发射的LED灯泡一起使用，第二类型光发射包括辐射图案和光度光谱的第二组合， 其中第一光学特征集合修改LED灯泡的第一类型光发射以使照明器输出第三类型光发射，并且 其中第二光学特征集合修改LED灯泡的第二类型光发射以使照明器输出第四类型光发射。2.权利要求1的设备，其中发射第一类型光发射的LED灯泡不同于发射第二类型光发射的LED灯泡。3.根据权利要求1或2的设备，其中第一类型光发射包括第一光发射图案和第一光度光谱，并且其中第二类型光发射包括不同于第一光发射图案的第二光发射图案和/或包括不同于第一光度光谱的第二光度光谱。4.根据权利要求1-3之一的设备，其中第一光学特征集合包括以特定方式作用于第一类型光发射以产生第三类型光发射的第一反射器、第一折射器、第一漫射器、第一窗口和第一滤波器中的至少一个，并且其中第二光学特征集合包括以特定方式作用于第二类型光发射以产生第四类型光发射的第二反射器、第二折射器、第二漫射器、第二窗口和第二滤波器中的至少一个。5.根据前述权利要求之一的设备，其中所述照明器适合用于机动车应用。6.根据前述权利要求之一的设备，其中所述插座是可更换的以便作为第一插座或第二插座中的至少一个，并且其中该插座包括约束其使用仅用于发射第一类型光发射的LED灯泡的锁定机构。7.根据前述权利要求之一的设备，被配置用于可控LED灯泡以输出第一类型光发射或第二类型光发射，以便使照明器输出第三类型光发射或第四类型光发射。8.灯组件，包括前述权利要求之一的设备并且还包括安装在照明器中的第一LED灯泡，其中该灯泡输出第一类型光发射。9.权利要求8的灯组件，包括第二LED灯泡，其中第二 LED灯泡发射第二类型光发射。10.根据权利要求1的发光设备，其中LED灯泡包括包含LED管芯和光学透镜的导热衬底之上的模制塑料盖。11.根据权利要求7的发光设备，其中LED灯泡包含多个LED管芯，其中管芯的不同个体的激励确定灯泡发射第一类型光发射还是第二类型光发射。12.使用发光设备的方法，包括: 提供具有用于接收包含至少一个发光二极管(LED)管芯的LED灯泡的插座的照明器，该照明器具有多个光学特征集合，包括第一光学特征集合和第二光学特征集合，第一光学特征集合不等同于第二光学特征集合，第一光学特征集合被配置用于与发射第一类型光发射的灯泡一起使用，第二光学特征集合被配置用于与发射第二类型光发射的灯泡一起使用； 其中该插座被配置成改变LED灯泡， 其中第一光学特征集合修改灯泡的第一类型光发射以使照明器输出第三类型光发射，并且 其中第二光学特征集合修改灯泡的第二类型光发射以使照明器输出第四类型光发射；以及 选择发射第一类型光发射的LED灯泡或发射第二类型光发射的LED灯泡以用于安装到插座中以使照明器输出第三类型光发射或第四类型光发射。13.权利要求12的方法，其中选择的步骤包括将第一LED灯泡安装到插座中或者将不同的第二LED灯泡安装到插座中。14.权利要求13的方法，其中选择的步骤包括将单个LED灯泡安装到插座中并且激励该LED灯泡中的特定LED管芯以使该LED灯泡发射第一类型发射或第二类型发射。15.权利要求14的方法，其中第一类型光发射包括辐射图案和光度光谱的第一组合，并且其中第二类型光发射包括辐射图案和光度光谱的第二组合。
【专利摘要】诸如用于机动车的外部灯或壁灯之类的照明器（12）至少包括第一光学特征集合（16B,16F）和第二光学特征集合（16A,16C,16E,16G）。第一光学特征集合（16B,16F）被配置用于与发射第一类型光发射图案（20）的LED灯泡（10）一起使用，使得照明器输出特定光发射图案。第二光学特征集合（16A,16C,16E,16G）被配置用于与发射第二类型光发射图案（24）的灯泡（10）一起使用，使得照明器输出不同类型的光发射图案。以此方式，相同照明器可以取决于灯泡的发射图案而输出不同光发射图案。照明器的发射图案还可以取决于灯泡发射的颜色。可以使用不同灯泡或者可以激励单个灯泡中的不同LED以生成发射图案。
【IPC分类】F21V3/02, F21S8/00, F21Y113/00, F21S8/10, F21V3/04, F21Y115/10, F21S10/00
【公开号】CN105492822
【申请号】CN201480049591
【发明人】P.S.马丁
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月5日
【公告号】WO2015033296A1
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