TW201144666A - Lighting system and thin plate light shield lighting device - Google Patents

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201144666 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種照明系統及薄板光遮罩照明裝置， 特別是指一種應用於投射式車用頭燈之照明系統及薄板光 遮罩照明裝置。 【先前技術】 第1圖顯示一種習知的車用頭燈900。此習知車用頭燈 900在汽車轉向時，也會跟著轉向，以達到照明轉向之目 的。如第1圖所示，車用頭燈900原本爲直向（實線所繪 部分），在汽車向右偏轉時，車用頭燈900也向右偏轉（虛 線所繪部分），如此使車用頭燈9 0 0之投射光形（繪有陰影 處）亦跟著轉向，而達到照明轉向之目的。 然而’習知車甩頭燈900爲達轉向之目的，需要使用 多種機械及電子電機元件，如此往往使得車用頭燈900的 體積較大，使用的元件較多，不符經濟效益。 再者’習知車用頭燈的轉向往往耗去一段時間，反應 的時間較長。 針對上述，實有改進之必要。 【發明內容】 本發明之目的係提供一種體積較小，所使用的元件較 少’反應時間較爲快速的照明系統。 照明系統包含一電子式光遮罩照明裝置。 電子式光遮罩照明裝置包含一半導體發光光源、—反 射罩、一電子式光遮罩、一光遮罩驅動控制電路及—投射 201144666 透鏡。 反射罩用以反射半導體發光光源所射出的部分光線， 且具有面向半導體發光光源之一反射面。 電子式光遮罩用以產生不同之遮罩圖形，以遮蔽半導 體發光光源所射出及反射罩所反射之光線，且其主表面面 向半導體發光光源及反射罩之反射面。 光遮罩驅動控制電路用以根據一訊號資訊，驅動控制 該電子式光遮罩產生不同之遮罩圖形。 投射透鏡用以投射通過該電子式光遮罩之光線。 本發明之另一目的係提供一種薄板光遮罩照明裝置。 薄板光遮罩照明裝置包含一半導體發光光源、一反射 罩、一薄板光遮罩及一投射透鏡。 半導體發光光源係以朝向下方投光的方式設置。 反射罩用以反射半導體發光光源所射出的部分光線， 且具有面向半導體發光光源且朝上之一反射面。 薄板光遮罩具有一反射面且爲不透光，用以反射半導 體發光光源所射出及反射罩所反射之光線。 投射透鏡用以投射由薄板光遮罩反射與部份由半導體 發光光源直射之光線。 本發明之功效在於：照明系統不必旋轉移動，只需透 過光遮罩驅動控制電路改變電子式光遮罩產生之遮罩圖 形，就可達到投射光形轉向的效果。 【實施方式】 201144666 以下將配合實施例對本發明技術特點作進一步的說 明，實施例僅爲較佳代表的範例，而非用來限定本發明之 實施範圍。 參閱第2圖，第2圖爲本發明照明系統1之較佳實施 例之立體圖。在本實施例中，照明系統1爲一投射式車用 頭燈，但不以此爲限。照明系統1包含至少一電子式光遮 罩照明裝置2、至少一薄板光遮罩照明裝置3、一光源驅動 控制電路（圖未示）及一散熱裝置4。 參閱第3圖，第3圖爲電子式光遮罩照明裝置2之示 意圖。電子式光遮罩照明裝置2包含一半導體發光光源20、 一反射罩21、一電子式光遮罩22、一投射透鏡23及一光 遮罩驅動控制電路24。 半導體發光光源20可爲發光二極體（LED)或有機發光 二極體（OLED)，其係以朝向下方投光的方式設置，且朝對 應之反射罩21之一反射面投光。半導體發光光源20之上 方設置有散熱裝置4之一散熱單元40，用以散去半導體發 光光源20產生之熱量。另外，半導體發光光源20係電性 連接於光源驅動控制電路（圖未示），且其亮度受控於光源 驅動控制電路。 反射罩21設置於半導體發光光源20之下方，其反射 面面向半導體發光光源20，且用以反射半導體發光光源20 所射出的部分光線。 電子式光遮罩22爲板狀，設置於半導體發光光源20 201144666 及反射罩21之前，用以產生不同之遮罩圖形，以遮蔽半導 體發光光源20所射出及反射罩21所反射之光線，且其主 表面面向半導體發光光源20及反射罩21之反射面。電子 式光遮罩 22可用液晶顯示器（LCD)或電致變色元件 (electrochromic device)來實現，且其係以有線或無線 (wireless)之方式受控於光遮罩驅動控制電路24。另外，電 子式光遮罩22較佳地可反射光線，因此，未穿透電子式光 遮罩22之光線可反射回反射罩21，再由反射罩21反射回 電子式光遮罩22，如此形成光線的再利用，提升電子式光 遮罩發光裝置2之能源效率。 投射透鏡23爲光學透鏡，設置於電子式光遮罩22之 前，用以投射通過電子式光遮罩22之光線，使光線朝特定 之方向或區域射出。 光遮罩驅動控制電路24係用以根據一訊號資訊，驅動 控制電子式光遮罩22產生不同之遮罩圖形。此訊號資訊爲 一交通工具（在本實施例中爲一車輛）之一行駛資訊，該行駛 資訊包含一轉向資訊（例如車輛之方向盤之旋轉角度或前車 輪的轉向角）、一車速資訊及遠/近燈開關資訊、GPS資訊、 雨刷作動開關、雨滴感測器、加速度感測器、水平感測器 等。舉例來說，當車輛爲正常行駛（直行）時，光遮罩驅動控 制電路24控制電子式光遮罩22產生如第4a圖所示之遮罩 圖形（第4a圖中虛線所框住的部分），以使電子式光遮罩照 明裝置2最後投射出來的光形爲第4b圖所示》而當車輛向 201144666 右轉彎時，光遮罩驅動控制電路24根據車輛之行駛資訊， 驅動控制電子式光遮罩22產生如第5a圖所示之遮罩圖形 (第5a圖中虛線所框住的部分）’以使電子式光遮罩照明裝 置2最後投射出來的光形向右偏轉，如第5b圖所示。當車 輛向左轉彎時，光遮罩驅動控制電路24根據車輛之行駛資 訊，驅動控制電子式光遮罩22產生如第6a圖所示之遮罩圖 形（第6 a圖中虛線所框住的部分），以使電子式光遮罩照明 裝置2最後投射出來的光形向左偏轉，如第6b圖所示。藉 此，電子式光遮罩照明裝置2投射出來的光形會隨著不同 的遮罩圖形，而投射在不同的位置上，即形成光形轉向的 效果。因此，電子式光遮罩照明裝置2不必旋轉移動，只 需透過光遮罩驅動控制電路24改變電子式光遮罩22產生 之遮罩圖形，就可達到光形轉向的效果，相較於第1圖之 習知來說，電子式光遮罩照明裝置2的體積較小，所使用 的元件較少，反應時間也較爲快速。 爲了更詳細地說明半導體發光光源20、反射罩21、電 子式光遮罩22及投射透鏡23之相對位置，請參閱第7圖， 第7圖爲電子式光遮罩照明裝置2之側視圖（圖中未示光遮 罩驅動控制電路24，且圖中箭頭所示之方向即爲光線之行 進路徑）。投射透鏡2 3具有一光軸心L及一理論焦點位置 Fc。反射罩21具有一第1理論焦點位置Fi及一第2理論焦 點位置F2，第1理論焦點位置F1與投射透鏡2 3之理論焦 點位置Fc大致重合，且第1理論焦點位置F !及第2理論焦 201144666 點位置F2所形成之一直線與投射透鏡23之光軸心L大致重 合或對齊或成一角度（角度之範圍介於〇度到90度之間）。 半導體發光光源20實質上設置於第2理論焦點位置F2處。 電子式光遮罩22實質上設置於投射透鏡23之理論焦點位 置Fc處。 然而，電子式光遮罩照明裝置2也可包含複數個半導

I 體發光光源20及對應於複數個半導體發光光源20之複數 個反射罩2 1，此時，每一反射罩2 1個別之第1理論焦點位 置F!仍與投射透鏡23之理論焦點位置Fc大致重合，且每 一反射罩2 1個別之第2理論焦點位置F2處仍設置有對應之 半導體發光光源20，不同的是，每一反射罩21個別之第1 理論焦點位置Fi及第2理論焦點位置F2所形成之直線與投 射透鏡23之光軸心L形成一角度。如此設計的好處在於可 以縮短電子式光遮罩照明裝置2之縱深長度，藉此使照明 裝置2的體積變小，而且增加半導體發光光源20的數量也 增加了照明的亮度。 參閱第8圖，第8圖係繪示薄板光遮罩照明裝置3之 結構。薄板光遮罩照明裝置3包含一半導體發光光源30、 —反射罩31、一薄板光遮罩32及一投射透鏡33。 半導體發光光源30可爲發光二極體（LED)或有機發光 二極體（OLED)，其係以朝向下方投光的方式設置，且朝對 應之反射罩31之一反射面投光。半導體發光光源30之上 方設置有散熱裝置4之一散熱單元41，用以散去半導體發 201144666 光光源30產生之熱量。另外，半導體發光光源30係電性 連接於光源驅動控制電路，且其亮度受控於光源驅動控制 電路。 反射罩31設置於半導體發光光源30之下方，其反射 面面向半導體發光光源30，且用以反射半導體發光光源30 所射出的部分光線。 薄板光遮罩32爲板狀，具有一反射面320且爲不透 光，用以反射半導體發光光源3 0所射出及反射罩3 1所反 射與部份由半導體發光光源直射之光線，且其反射面320 係爲朝下。 投射透鏡33爲凸透鏡，設置於薄板光遮罩32之前， 用以投射通過薄板光遮罩32之光線，使光線朝特定之方向 或區域射出。 爲了更詳細地說明半導體發光光源30、反射罩31、薄 板光遮罩32及投射透鏡33之相對位置，請參閱第9圖， 第9圖爲薄板光遮罩照明裝置3之側視圖（圖中箭頭所示之 方向即爲光線之行進路徑）。投射透鏡3 3具有一光軸心L， 及一理論焦點位置F ’ c。反射罩3 1具有一第1理論焦點位 置F’i及一第2理論焦點位置F’2，第1理論焦點位置F，i 與投射透鏡33之理論焦點位置F’c大致重合，且第1理論 焦點位置F Μ及第2理論焦點位置F ’2所形成之一直線與投 射透鏡33之光軸心L’大致重合或對齊或成一角度（角度之 範圍介於0度到90度之間）。半導體發光光源30實質上設 201144666 置於第2理論焦點位置F’2處。薄板光遮罩32實質上設置 在投射透鏡33與反射罩31之間，且其反射面320通過反 射罩31之第1理論焦點位置FM，另外，投射透鏡33之光 軸心L’係通過薄板光遮罩32之反射面3 20。 當然，薄板光遮罩照明裝置3也可包含複數個半導體 發光光源30及對應於複數個半導體發光光源30之複數個 反射罩31，其設置方式類似於前述電子式光遮罩照明裝置 2對於複數半導體發光光源20及複數反射罩21之設置方 式，在此不再贅述。 另外，照明系統1也可僅包含電子式光遮罩照明裝置 2，或僅包含薄板光遮罩3。 綜上所述，本發明照明系統藉由電子式光遮罩照明裝 置之電子式光遮罩，不必旋轉移動，只需透過光遮罩驅動 控制電路改變電子式光遮罩產生之遮罩圖形，就可達到投 射光形轉向的效果，相較於第1圖之習知來說，本發明照 明系統的體積較小，所使用的元件較少，反應時間也較爲 快速。 雖然本發明參照較佳實施例而進行說明示範，惟應了 解的是在不脫離本發明之精神及範疇內，對於本發明所屬 技術領域中具有通常知識者而言，仍得有許多變化及修 改。因此，本發明並不限制於所揭露的實施例，而是以後 附申請專利範圍之文字記載爲準’即不偏離本發明申請專 利範圍所爲之均等變化與修飾，應仍屬本發明之涵蓋範圍。 -10- 201 201 6 6 6 4 況 狀 向 轉 之 燈 頭 用 車 知 習 ] 示 明繪 說係 單圖 簡 1 式第 圖 [ 第2圖係繪示本發明照明系統之較佳實施例； 第3圖係繪示電子式光遮罩照明裝置之示意圖； 第4a圖係繪示車輛爲正常行駛（直行）時，電子式光遮 罩所產生之遮罩圖形； 第4b圖係繪示車輛爲正常行駛（直行）時，電子式光遮 罩照明裝置投射出來的光形； 第5a圖係繪示車輛向右轉彎時，電子式光遮罩所產生 之遮罩圖形； 第5b圖係繪示車輛向右轉彎時，電子式光遮罩照明裝 置投射出來的光形； 第6a圖係繪示車輛向左轉彎時，電子式光遮罩所產生 之遮罩圖形， 第6b圖係繪示車輛向左轉彎時，電子式光遮罩照明裝 置投射出來的光形； 第7圖係繪示電子式光遮罩照明裝置之側視圖（圖中未 示光遮罩驅動控制電路，且圖中箭頭所示之方向即爲光線 之行進路徑）； 第8圖係繪示薄板光遮罩照明裝置之結構；及 第9圖係繪示薄板光遮罩照明裝置之側視圖（圖中箭頭 所示之方向即爲光線之行進路徑）。 -11 - 201144666 【主要元件符號說明】

1 照 明 系 統 2 電 子 式 光 遮 罩 照 明 裝置 20 半 導 體 發 光 光 源 2 1 反 射 罩 22 電 子 式 光 遮 罩 23 投 射 透 鏡 24 光 遮 罩 驅 動 控 制 電 路 3 薄 板 光 遮 罩 照 明 裝 置 30 半 導 體 發 光 光 源 3 1 反 射 罩 32 薄 板 光 遮 罩 320 反 射 面 33 投 射 透 鏡 4 散 熱 裝 置 40 散 熱 單 元 4 1 散 熱 單 元 900 車 用 頭 燈 F c、 F5c 理 論 焦 點 位 置 Fi、 F5 l 第 1 理 論 焦 點 位 置 F2、 F’ 2 第 2 理 論 焦 點 位 置 L、L， 光軸心

Claims (1)

1. 201144666 七、申請專利範圍： 1. 一種照明系統，包含： —電子式光遮罩照明裝置； 該電子式光遮罩照明裝置包含： 一半導體發光光源，係以朝向下方投光的方式設置； 一反射罩，用以反射該半導體發光光源所射出的部分 光線’且具有面向該半導體發光光源之一反射面； 一電子式光遮罩，用以產生不同之遮罩圖形，以遮蔽 # 該半導體發光光源所射出及該反射罩所反射之光線，且其 主表面面向該半導體發光光源及該反射罩之反射面·， 一光遮罩驅動控制電路，用以根據一訊號資訊，驅動 控制該電子式光遮罩產生不同之遮罩圖形；及 —投射透鏡，用以投射通過該電子式光遮罩之光線。 2. 如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中，該訊號資 訊爲一交通工具之一行駛資訊，該行駛資訊包含一轉向資 訊。 ® 3 .如申請專利範圍第2項所述之照明系統，其中，當該轉向 資訊顯示該交通工具朝一方向轉彎時，該驅動控制電路控 制該電子式光遮罩產生特定之遮罩圖形，使通過該電子式 光遮罩之光形亦朝該方向偏轉》 4.如申請專利範圍第1項所述之照明系統，更包含一薄板光 遮罩照明裝置，該薄板光遮罩照明裝置包含： —半導體發光光源； 一反射罩，用以反射該半導體發光光源所射出的部分 -13- 201144666 光線，且具有面向該半導體發光光源之一反射面； 一薄板光遮罩，具有一反射面且爲不透光，用以反射 該半導體發光光源所射出及該反射罩所反射之光線；及 一投射透鏡，用以投射由該薄板光遮罩反射與部份由 半導體發光光源直射之光線。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之照明系統，其中，該薄板光 遮罩照明裝置之半導體發光光源係以朝向下方投光的方 式設置，且朝對應反射罩之反射面投光。 ^ 6.如申請專利範圍第4項所述之照明系統，其中，該薄板光 遮罩之反射面係爲朝下。 7.如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中，該電子式 光遮罩爲液晶顯示器（LCD)及電致變色元件 (electrochromic device)之其中之一〇 8 .如申請專利範圍第4項所述之照明系統，其中，該等半導 體發光光源爲發光二極體（LED)及有機發光二極體（0LED) 之其中之一。 ® 9.如申請專利範圍第4項所述之照明系統，更包含一散熱裝 置，鄰近該等半導體發光光源。 1 0.如申請專利範圍第1項所述之照明系統，其中， 該投射透鏡具有一光軸心及一理論焦點位置； 該反射罩具有一第1理論焦點位置及一第2理論焦點 位置，該第1理論焦點位置與該投射透鏡之該理論焦點 位置槪成重合，且該第1理論焦點位置及該第2理論焦 點位置所形成之一直線與該投射透鏡之光軸心槪成一角 -14- 201144666 度； 該半導體發光光源實質上設置於該第2理論焦點位置 處， 該電子式光遮罩實質上設置於該投射透鏡之該理論焦 點位置處。 11.一種薄板光遮罩照明裝置，包含： 一半導體發光光源，係以朝向下方投光的方式設置； 一反射罩，用以反射該半導體發光光源所射出的部分 ® 光線，且具有面向該半導體發光光源之一反射面； —薄板光遮罩，具有一反射面且爲不透光，用以反射 該半導體發光光源所射出及該反射罩所反射之光線；及 一投射透鏡，用以投射由該薄板光遮罩反射與部份由 半導體發光光源直射之光線。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項所述之薄板光遮罩照明裝置，其 中，該薄板光遮罩之反射面係爲朝下。 13.如申請專利範圍第11項所述之薄板光遮罩照明裝置，其 ♦ * 中， 該投射透鏡，具有一光軸心及一理論焦點位置； 該反射罩，具有一第1理論焦點位置及一第2理論焦 點位置，該第1焦點位置與該投射透鏡之該理論焦點位 置槪成重合，且該第1理論焦點位置及該第2理論焦點 位置所形成之一直線與該投射透鏡之光軸心槪成一角 度； 該半導體發光光源，實質上設置在該反射罩之第2理 -15- 201144666 論焦點位置處； 該薄板光遮罩設置在該投射透鏡與該反射罩之間。 1 4.如申請專利範圍第1 0項所述之照明系統及第1 3項所述 之薄板光遮罩照明裝置之任一項，其中，該角度之範圍 介於0度到90度之間。

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