CN109838747A - 照明系统 - Google Patents

Abstract

一种照明系统，包含一激光阵列、一聚光透镜、一穿透式荧光片、导光元件以及一非球面透镜。聚光透镜位于激光阵列与穿透式荧光片之间。导光元件包含一集光部以及一出光部，其中穿透式荧光片位于集光部与聚光透镜之间。出光部位于集光部与非球面透镜之间，非球面透镜的入光表面小于出光部的出光表面。本案的照明系统能使远光灯的照明强度及照射距离均更进一步增强。

Description

照明系统

技术领域

本发明是关于一种照明系统，特别是关于一种使用激光光源的车灯。

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。车头远光灯的照明强度及照射距离一直是车灯的追求重点之一，因此各厂家莫不积极提出新的解决方案。

发明内容

本发明提出一种创新的照明系统，满足车头灯的需求。

于本发明的一实施例中，一种照明系统包含一激光阵列、一聚光透镜、一穿透式荧光片、导光元件以及一非球面透镜。聚光透镜位于激光阵列与穿透式荧光片之间。导光元件包含一集光部以及一出光部，其中穿透式荧光片位于集光部与聚光透镜之间。出光部位于集光部与非球面透镜之间，非球面透镜的入光表面大于出光部的出光表面。

于本发明的一实施例中，照明系统还包含一旋转动力源，连接至穿透式荧光片借以驱动穿透式荧光片旋转。

于本发明的一实施例中，穿透式荧光片接触集光部的入光端。

于本发明的一实施例中，照明系统还包含一风扇模块，位于穿透式荧光片与聚光透镜之间。

于本发明的一实施例中，照明系统还包含一组装架，其具有一组装面用以组装穿透式荧光片。

于本发明的一实施例中，组装架的组装面与集光部的入光端切齐。

于本发明的一实施例中，聚光透镜的聚光焦点位于穿透式荧光片上。

于本发明的一实施例中，集光部具有一椭球形部分。

于本发明的一实施例中，聚光透镜的入光表面的曲率半径小于其出光表面的曲率半径。

于本发明的一实施例中，非球面透镜的焦点位于集光部与出光部的交界面。

综上所述，由于激光发光面积小，发光强度高、准直性佳，对于远灯的照明效果及照明距离有很大的改善。本发明的照明系统利用激光的特性，依所需的发光强度将激光光源排列组合，具有优于发光二极管的能量叠加特性，可以轻易的增加或减少光源数量，并透过聚光透镜具焦于荧光片上，产生一点光源，并由此点光源可轻易调整光源强度。椭球形的集光部利于集光而能减少漏光的状况，使激光光源达到最佳利用。荧光片为穿透式荧光片，可以是固定式，亦或为非固定式，并可通过散热设计避免激光聚焦于荧光片上的高温。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1是绘示依照本发明一实施例的一种照明系统的外观立体图；

图2是绘示图1的照明系统移除上壳体后的状态；

图3是绘示图2的照明系统的底视图；

图4是绘示图1的照明系统的主要部件的立体图；

图5是绘示图4的照明系统主要部件另一视角的立体图，并移除穿透式荧光片；

图6是绘示图4的照明系统主要部件的俯视图；

图7是绘示图4的照明系统主要部件的侧视图；以及

图8是绘示本发明另一实施例的穿透式荧光片的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。

于实施方式与权利要求书中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单一个或复数个。

本发明的技术态样是一种车灯总成的结构，其可应用在各种车辆的头灯。以下将搭配图1～图7来说明车灯总成的具体实施方式。

请参照图1～图3，图1是绘示依照本发明一实施例的一种照明系统的外观立体图；图2是绘示图1的照明系统移除壳体后的状态；图3是绘示图2的照明系统的底视图。

照明系统100移除壳体101后揭露以下元件。一激光阵列102安装于一散热基座103上，散热基座103具有多个散热鳍片借以增加散热面积。散热基座103内可另安装风扇103a，借以加强散热效率。一聚光透镜104、一导光元件108以及一非球面透镜110依序由安装激光阵列102的一侧朝另一侧排列。

于本发明的一实施例中，激光阵列102包含一维阵列的多个激光光源，例如只安装二个激光光源102a排成一列。

于本发明的一实施例中，激光阵列102包含二维阵列的多个激光光源，例如安装四个激光光源102a排成上、下二行。

于本发明的一实施例中，非球面透镜110周围具有遮光罩109，换言之，非球面透镜110装设于遮光罩109的开孔内。

请参照图4，其绘示图1的照明系统的主要部件的立体图。照明系统100的主要部件包含激光阵列102、聚光透镜104、穿透式荧光片106、导光元件108以及非球面透镜110等。

聚光透镜104用以将激光阵列102所发出的平行光源聚光至穿透式荧光片106上。穿透式荧光片106内的荧光粉经激光光源的激发后，发出所需颜色的光(例如白光)。

导光元件108包含一集光部108a以及一出光部108b，且出光部108b位于集光部108a与非球面透镜110之间。照明系统还包含一组装架107自导光元件108延伸而出。组装架107具有一组装面107a用以组装穿透式荧光片106，且使穿透式荧光片106位于集光部108a的入光端108d与聚光透镜104之间。于本实施例中，组装架107与导光元件108是一体成型的结构，通过塑胶等材料以射出成型方式制造，但并不局限于此制造方式。

请参照图5，其绘示图4的照明系统主要部件另一视角的立体图，并移除穿透式荧光片106。此视图中显示集光部108a的入光表面108c为其端部的内凹曲面。

于本发明的一实施例中，入光表面108c的面积或截面积应大于或等于穿透式荧光片106上所激发出的光斑面积(即被聚光透镜104的聚集激光所照射激发出的光斑)。

请同时参照图6、图7，图6是绘示图4的照明系统主要部件的俯视图，图7是绘示图4的照明系统主要部件的侧视图，并增加散热模块。

于本发明的一实施例中，穿透式荧光片106的一端组合于组装架107的组装面107a上(同时参照图5)，且穿透式荧光片106的另一端接触集光部108a的入光端108d，但并不局限于此，穿透式荧光片106的另一端亦可靠近集光部108a的入光端108d，但彼此不接触。

于本发明的一实施例中，组装架107的组装面107a与集光部108a的入光端108d切齐。因此，当穿透式荧光片106的一端组合于组装架107的组装面107a时，穿透式荧光片106的另一端即能接触集光部108a的入光端108d。

于本发明的一实施例中，集光部108a具有一椭球形部分，使其利于集光而能减少漏光的状况，使激光光源达到最佳利用。然而，集光部108a并不局限于椭球的外型，其他利于集光的外型亦适用。

于本发明的一实施例中，聚光透镜104的入光表面104a的曲率半径小于其出光表面104b的曲率半径。于本实施例中，聚光透镜104的出光表面104b为一平面，但并不局限于平面。

于本发明的一实施例中，非球面透镜110的入光表面110a大于出光部108b的出光表面108e。

于本发明的一实施例中，非球面透镜110的入光表面110a的曲率半径大于其出光表面110b的曲率半径。于本实施例中，非球面透镜110的入光表面110a为一平面，但并不局限于平面。非球面透镜110用以将出光部108b的出光表面108e所输出的光平行的投射到远端。

于本发明的一实施例中，非球面透镜110的入光表面110a与聚光透镜104的出光表面104b均为平面，且入光表面110a与出光表面104b彼此相对。然而，本发明并不限制于此，入光表面110a与出光表面104b亦可为曲面。

于本发明的一实施例中，聚光透镜104的聚光焦点F1位于穿透式荧光片106上。

于本发明的一实施例中，非球面透镜110的焦点F2位于集光部108a与出光部108b的交界面108f。

于本发明的一实施例中，出光部108b的最大半径(或宽度)大于集光部108a的最大半径(或宽度)。

于本发明的一实施例中，照明系统还包含一风扇模块105a，位于穿透式荧光片106与聚光透镜104之间，借以输出气流以加强穿透式荧光片106的散热。

请参照图8，其绘示本发明另一实施例的穿透式荧光片的示意图。在此实施例中，照明系统还包含一旋转动力源105b，连接至穿透式荧光片106借以驱动穿透式荧光片106旋转。当穿透式荧光片106旋转时，聚光透镜104聚光于穿透式荧光片106上的聚光焦点F1是不断改变(但相对于集光部108a的入光端108d是固定的)，因此可避免激光聚焦于荧光片相同点所产生的高温，且转动的荧光片本身亦具有较佳的散热效果。在此实施例中，旋转动力源105b可例如是一电动马达。在另一实施例中，除了穿透式荧光片106旋转外，亦可增加前述的风扇模块105a加强穿透式荧光片106的散热。

前述旋转动力源105b或风扇模块105a位于照明系统中的位置应能避免阻碍光线的路径。

综上所述，由于激光发光面积小，发光强度高、准直性佳，对于远灯的照明效果及照明距离有很大的改善。本发明的照明系统利用激光的特性，依所需的发光强度将激光光源排列组合，具有优于发光二极管的能量叠加特性，可以轻易的增加或减少光源数量，并透过聚光透镜具焦于荧光片上，产生一点光源，并由此点光源可轻易调整光源强度。椭球形的集光部利于集光而能减少漏光的状况，使激光光源达到最佳利用。荧光片为穿透式荧光片，可以是固定式，亦或为非固定式，并可通过散热设计避免激光聚焦于荧光片上的高温。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，于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 (10)

1.一种照明系统，其特征在于，包含：

一激光阵列；

一聚光透镜；

一穿透式荧光片，该聚光透镜位于该激光阵列与该穿透式荧光片之间；

一导光元件，包含一集光部以及一出光部，其中该穿透式荧光片位于该集光部与该聚光透镜之间；以及

一非球面透镜，其中该出光部位于该集光部与该非球面透镜之间，该非球面透镜的入光表面大于该出光部的出光表面。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，还包含一旋转动力源，连接至该穿透式荧光片借以驱动该穿透式荧光片旋转。

3.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该穿透式荧光片接触该集光部的入光端。

4.根据权利要求3所述的照明系统，其特征在于，还包含一风扇模块，位于该穿透式荧光片与该聚光透镜之间。

5.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，还包含一组装架，其具有一组装面用以组装该穿透式荧光片。

6.根据权利要求5所述的照明系统，其特征在于，该组装架的该组装面与该集光部的入光端切齐。

7.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该聚光透镜的聚光焦点位于该穿透式荧光片上。

8.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该集光部具有一椭球形部分。

9.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该聚光透镜的入光表面的曲率半径小于其出光表面的曲率半径。

10.根据权利要求1所述的照明系统，其特征在于，该非球面透镜的焦点位于该集光部与该出光部的交界面。