CN106051572B - 车用灯具 - Google Patents

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Abstract

一种车用灯具，包含聚光镜、散热基座、第一光源、第二光源与反射杯。聚光镜具有焦平面以及光轴。散热基座设置于聚光镜的一侧。第一光源设置于散热基座，并具有第一发光面。第二光源设置于散热基座，并包含基板以及第二发光面。第二发光面设置于基板，且第二发光面彼此相邻地并排。第二发光面定义为M个发光群组，且每一发光群组具有N个发光区域。反射杯设置于散热基座，且具有相对应M个发光群组的M个反射面。透过分段式的反射杯，第二光源所发射的光束会于反射杯的焦点上聚焦成一点，使得光束中的暗纹可以被消除。

Description

车用灯具
技术领域
本发明是有关于一种灯具，特别是有关于一种车用灯具。
背景技术
随着照明科技的发展，运输工具上所使用的灯具也成为其发展的一大重点。配合现今科技，由于发光二极管的问世，使得通过发光二极管所设计的LED(light-emittingdiode)灯具有高亮度、消耗功率低与稳定发光状态等优点，因此车用灯具的发光源已经从灯泡被置换为LED灯。
然而，于车用灯具的设计之中，碍于LED灯的形状与其面积，LED灯所发射的光束在聚焦之后将会有不符合车辆照明的规范的潜在问题。例如，当车用灯具中设计有多个LED灯的时候，LED灯所发射的近灯光束或远灯光束将会有呈现不均匀的问题。因此，如何能有效解决上述问题，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。
发明内容
有鉴于此，本发明的一实施方式提供一种车用灯具，其具有分段式的反射杯以及作为远灯光光源的单个第二光源。透过分段式的反射杯，第二光源上的多个第二发光面所发射的光束会于反射杯的第二焦点上聚焦成一点，使得光束中因芯片之间的间隙所产生的暗纹会被消除。
本发明的一实施方式提供一种车用灯具，包含聚光镜、散热基座、第一光源、第二光源与反射杯。聚光镜具有焦平面以及光轴。散热基座，设置于聚光镜的一侧，其中焦平面位于聚光镜与散热基座之间。第一光源设置于散热基座，第一光源具有第一发光面，并朝向焦平面。第二光源设置于散热基座，并包含基板以及第二发光面。第二发光面设置于基板，且第二发光面彼此相邻地并排，其中第二发光面定义为M个发光群组，且每一发光群组具有N个发光区域，其中M和N为复数。反射杯设置于散热基座，第二光源朝向反射杯，反射杯具有相对应M个发光群组的M个反射面，并且其中每一反射面为椭球的部分球面，并分别具有第一焦点以及位于相同位置的第二焦点，其中第二焦点位于焦平面。
于部分实施方式中，第一光源的其中的一边界与光轴切齐。
于部分实施方式中，散热基座还包含相邻的第一平面与第二平面，第二平面倾斜于第一平面，且光轴通过第一平面与第二平面的交界线，其中第一光源设置于第一平面，第二光源设置于第二平面。
于部分实施方式中，M个第一焦点是分别落于相应的M个发光群组之中。
于部分实施方式中，第一发光面以及第二发光面包含发光二极管或有机发光二极管。
于部分实施方式中，反射杯具有对称轴，反射面是对称于对称轴，且设置于基板的发光群组对称于对称轴。
于部分实施方式中，每一反射面所对应的椭球具有长轴，长轴为第一焦点与第二焦点的连线，椭球的长轴于焦平面上交于一点。
于部分实施方式中，椭球的长轴的延伸方向与第二光源所在的平面的延伸方向夹倾角，倾角介于0度至45度之间。
于部分实施方式中，车用灯具还包含连接元件。连接元件连接于散热基座以及反射杯之间，其中连接元件用以平移反射面的第二焦点。
附图说明
图1A绘示依照本发明的车用灯具的第一实施方式的侧剖面示意图；
图1B绘示依照图1A中自聚光镜朝向散热基座观之的示意图；
图1C绘示依照图1B中的第二光源的配置示意图；
图1D绘示图1B中的散热基座上的第二光源与反射杯的配置示意图；
图2绘示依照本发明的车用灯具的第二实施方式的侧剖面示意图。
具体实施方式
下文是举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件将以相同的符号标示来说明。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。
有鉴于车用灯具会因芯片之间具有间隙，而使所投射的光束产生有暗纹，造成车用灯具投射出不均匀的光束。本发明的车用灯具透过分段式的反射杯，消除远灯光束之中因芯片之间的间隙所产生的暗纹问题，使得所投射的远灯光束能符合车辆照明的规范。此外，本发明的车用灯具可以采用单个反射杯对应单个光源上的多个发光面的配置，以投射出远灯光束。
图1A绘示依照本发明的车用灯具100的第一实施方式的侧剖面示意图。图1B绘示依照图1A中自聚光镜110朝向散热基座120观之的示意图。车用灯具100包含聚光镜110、散热基座120、第一光源130、第二光源140与反射杯150。聚光镜110具有焦平面112以及光轴114。散热基座120设置于聚光镜110的一侧，其中焦平面112位于聚光镜110与散热基座120之间。散热基座120具有相邻的第一平面122与第二平面124。于其他实施方式中，散热基座120具有相邻的第一平面122与第二平面124，且光轴114可以通过第一平面122与第二平面124的交界线。此外，第二平面124倾斜于第一平面122。
第一光源130设置于散热基座120的第一平面122上。第一光源130具有第一发光面132，并朝向焦平面112。第一光源130包含发光二极管或有机发光二极管。第二光源140设置于散热基座120的第二平面124上。反射杯150设置于散热基座120的第二平面124上，且第二光源140朝向反射杯150，亦即反射杯150可以接收第二光源140所提供的光束。
图1A中，第一光源130与第二光源140分别位于聚光镜110的光轴114两侧，且第一光源130与第二光源140可以作为车用灯具100的光源。举例而言，第一光源130可以作为近光灯光源，第二光源140可以作为远光灯光源。
对于作为近光灯光源的第一光源130而言，第一光源130设置于邻近聚光镜110的焦平面112的位置。由于第一光源130的第一发光面132位于聚光镜110的光轴114上方，且第一光源130的边界接近聚光镜110的光轴114，通过成像原理，第一发光面132所发射的光束可透过聚光镜110被投射成上下颠倒且左右相反的光型，使得车用灯具100所投射的近光光型具有明暗截止线，以符合车辆照明的规范。
请同时看到图1B与图1C，图1C绘示依照图1B中的第二光源140的配置示意图。图1C中，其所绘的视角为垂直图1B中第二光源140。第二光源140包含基板142以及四个第二发光面144，第二发光面144设置于基板142，且第二发光面144彼此相邻地并排。第二发光面144定义为两个发光群组M1与M2，其中发光群组M1具有两个发光区域N11与N12，发光群组M2具有两个发光区域N21与N22。换言之，第二光源140是以发光群组M1与M2中的第二发光面144作为发光区域N11-N12与N21-N22。此外，第二光源140包含发光二极管或有机发光二极管，举例而言，第二发光面144是为基板142上设置的发光二极管芯片。
于部分实施方式中，第二光源所包含的第二发光面定义为M个发光群组，且每一发光群组具有N个发光区域，其中M和N为复数(亦即，本实施方式中的M是二，而N也是二)。此外，第二光源中的第二发光面数量即为发光群组与发光区域的乘积。
请同时看到图1A、图1B与图1D，图1D绘示图1B中的散热基座120上的第二光源140与反射杯150的配置示意图。图1D中，其所绘的视角为垂直图1B中的第二平面124。
反射杯150具有相对应两个发光群组M1与M2的两个反射面152a与152b，亦即反射杯150的反射面152a与152b与发光群组M1与M2具有相同的数量。每一反射面152a与152b为椭球的部分球面，并分别具有第一焦点F1以及位于相同位置的第二焦点F2，其中第二焦点F2位于焦平面112与光轴114的交点上，如图1A所示。
此外，如图1D所示，本实施方式中的反射杯150所具有的反射面152a与152b的数量为两个，也因此其所具有的第一焦点F1a与F1b的数量也为两个。此两个第一焦点F1a与F1b是分别落于相应的两个发光群组M1与M2之中，并可以分别落于发光区域N11-N12与N21-N22的其中的一者上。举例来说，反射面152a的第一焦点F1a落于发光群组M1的发光区域N11内，而反射面152b的第一焦点F1b落于发光群组M2的发光区域N22内。每一反射面152a与152b所对应的椭球具有长轴154a与154b，长轴154a与154b分别为第一焦点F1a与F1b以及第二焦点F2的连线，且两个椭球的长轴154a与154b于焦平面112上交于一点。
反射杯150具有对称轴156，反射面152a与152b是对称于对称轴156，亦即对称轴156于反射杯150上的投影可视为反射面152a与152b的交界线。此外，设置于基板142的发光群组M1与M2也对称于对称轴156。更进一步而言，发光群组M1与M2具有的发光区域N11-N12与N21-N22也会对称于此对称轴156。
同前所述，第二光源140可以作为远光灯光源。对于作为远光灯光源的第二光源140而言，第二光源140的第二发光面144所发射的光束会被反射杯150的反射面152a与152b反射，并聚焦于反射杯150的第二焦点F2上。接着，由于第二焦点F2位于聚光镜110的焦平面112与光轴114的交点上，因此自第二发光面144所发射的光束经由聚光镜110会聚之后，车用灯具100可以投射出符合车辆照明规范的远灯光型。
本实施方式中，作为远光灯光源的第二光源140数量为一个，而反射杯150是由两个具椭球结构的反射面152a与152b组合而成的单个分段式反射杯。于分段式的配置下，由于发光群组M1与M2主要为分别透过反射面152a与152b作反射与聚焦，因此每一反射面152a与152b所对应到的芯片间距数量减少，进而改善远光光型之中因芯片之间的间隙而产生的暗纹问题。再者，由于两个反射面152a与152b的第一焦点F1a与F1b之间的距离为芯片尺寸的等级，因此透过两个反射面152a与152b所反射的光束也不会产生有暗纹问题。
除此之外，由于反射面152a与152b的第一焦点F1a与F1b是分别落于发光群组M1与M2之中，因此第二光源140所提供的光束可以有效率地被反射杯150聚焦至第二焦点F2，进而提升车用灯具100的光学效率。再者，由于第二光源140上的发光群组M1与M2对称于对称轴156，因此第二光源140经由反射杯150所投射出的远光会具有对称的光型。
综合上述，本发明的车用灯具100可通过单个分段式的反射杯150，将单个第二光源140上的多个第二发光面144所发射的光束聚焦于第二焦点F2，再由聚光镜110将光束投射成为远光。然而，应当了解，以上所举的第二发光面144数量仅为例示，而非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实际需要，弹性选择第二发光面144的数量。
换言之，本实施方式是以M为二且N为二的方式作说明，然而，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可配合前述说明，对M与N的数作调整。例如，M可以是三而N可以是四，于此配置下，第二光源140包含有四乘以三个的第二发光面144，且第二发光面144定义为四个发光群组，而每一发光群组具有三个发光区域。同样地，于此配置下，反射杯150会具有四个椭球结构的反射面。
图2绘示依照本发明的车用灯具100的第二实施方式的侧剖面示意图。本实施方式与第一实施方式的差异在于：本实施方式的车用灯具100还包含连接元件160，且反射杯150的椭球的长轴154a’与154b’的延伸方向倾斜于第二光源140所在的平面。
连接元件160连接于散热基座120以及反射杯150之间，其中连接元件160用以平移反射面152的第二焦点F2。具体而言，反射杯150可以透过连接元件160产生相对散热基座120的平移，因此第二焦点F2也可以连带被平移。亦即，其会自第二焦点F2的位置平移至第二焦点F2’的位置。于此配置下，由于反射杯150产生相对散热基座120的平移，减少了第一光源130或是散热基座120设置有第一光源130的位置遮蔽反射杯150所反射光束的可能性，因此第一光源130的设置位置可以更接近光轴114。举例而言，图2中，第一光源130的其中的一边界可以与光轴114切齐。当第一光源130的设置位置更接近光轴114时，近光光型所具有的明暗截止线将可以更显着。
接着，调整反射杯150的尺寸或是反射杯150与连接元件160之间的配置，例如，反射杯150可以沿箭头104所指的逆时针方向倾斜，以调整反射杯150的第二焦点F2的位置，其中第一焦点F1仍维持落在第二光源140。当反射杯150经过逆时针方向的倾斜后，反射杯150所具有的椭球的长轴154a’与154b’的延伸方向会与第二光源140所在的平面(亦即，第二平面124)夹倾角θ，其中倾角θ介于0度至45度之间。为了清楚表示倾角θ，图2绘示有第1图的长轴154a与154b，其中第1图的长轴154a与154b与第二平面124平行，因此图2的倾角θ是标记于长轴154a与154b与长轴154a’与154b’之间。
透过倾角θ，可以将反射杯150的第二焦点F2自第二焦点F2’的位置调整至第二焦点F2”的位置。此外，聚光镜110也对应第二焦点F2”的位置，沿箭头104的方向进行平移，使其焦平面112可以自焦平面112的位置平移至焦平面112’的位置，以使反射杯150的第二焦点F2”、焦平面112’与光轴114交于一点。换言之，本实施方式通过设置连接元件160与配置反射杯150相对第二平面124具有倾角θ，使第一光源130可以更接近光轴114，且反射杯150的第二焦点F2仍可与焦平面112与光轴114交于一点。
然而，应了解到，以上所举的第二焦点F2的位置仅为例示，而非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，可依实际需要，弹性选择反射杯150、连接元件160与倾角θ的关系，以调整第二焦点F2与焦平面112的位置关系。例如，也可以调整反射杯150的尺寸，并于配置连接元件160与倾角θ的关系后，使第二焦点F2与焦平面112朝第一光源130的方向移动。
综上所述，本发明的车用灯具可以透过分段式的反射杯，消除远光之中因芯片之间的间隙所产生的暗纹问题，使得车用灯具所投射的远光能符合车辆照明的规范。再者，透过连接元件的设置与使反射杯倾斜，可以再反射杯的第二焦点与焦平面和光轴交于一点情况下，使第一光源更接近光轴，进而产生明显的明暗截止线。此外，本发明的车用灯具是采用以单个反射杯对应单个光源的方式产生远灯光束。
虽然本发明已以多种实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种车用灯具，其特征在于，包含：
一聚光镜，具有一焦平面以及一光轴；
一散热基座，设置于该聚光镜的一侧，其中该焦平面位于该聚光镜与该散热基座之间；
一第一光源，设置于该散热基座，该第一光源具有一第一发光面，并朝向该焦平面；
一第二光源，设置于该散热基座，该第二光源包含一基板与多个第二发光面，所述第二发光面设置于该基板，且所述第二发光面彼此相邻地并排，其中所述第二发光面定义为M个发光群组，且每一所述发光群组具有N个发光区域，其中M和N为复数；以及
一反射杯，设置于该散热基座，该第二光源朝向该反射杯，该反射杯具有相对应该M个发光群组的M个反射面，并且其中每一所述反射面为一椭球的部分球面，并分别具有一第一焦点以及位于相同位置的一第二焦点，其中该第二焦点位于该焦平面。
2.根据权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，该第一光源的其中的一边界与该光轴切齐。
3.根据权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，该散热基座还包含相邻的一第一平面与一第二平面，该第二平面倾斜于该第一平面，其中该第一光源设置于该第一平面，该第二光源设置于该第二平面。
4.根据权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，该M个第一焦点是分别落于相应的该M个发光群组之中。
5.根据权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，该第一发光面以及所述第二发光面包含发光二极管。
6.根据权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，该反射杯具有一对称轴，所述反射面是对称于该对称轴，且设置于该基板的所述发光群组对称于该对称轴。
7.根据权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，每一所述反射面所对应的该椭球具有一长轴，该长轴为该第一焦点与该第二焦点的连线，所述椭球的该长轴于该焦平面上交于一点。
8.根据权利要求7所述的车用灯具，其特征在于，所述椭球的该长轴的延伸方向与该第二光源所在的平面的延伸方向夹一倾角，该倾角介于0度至45度之间。
9.根据权利要求1所述的车用灯具，其特征在于，还包含一连接元件，连接于该散热基座以及该反射杯之间，其中该连接元件用以平移所述反射面的该第二焦点。
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