TW201413157A - 車用照明裝置 - Google Patents

Abstract

一種車用照明裝置包括照明光源及準直透鏡。照明光源提供照明光束。準直透鏡包括第一、第二光透射面以及內、外圍繞面。投射出準直透鏡之照明光束在第一參考平面上所量測到之光形實質上分佈在參考線一側的區域。第二光透射面相對於第一光透射面設置，並且相對第二參考平面為非鏡像對稱。內圍繞面與第二光透射面共同定義出容置空間，以容置照明光源。外圍繞面連接內圍繞面與第一光透射面，並且從與內圍繞面之連接處向第一光透射面擴張。外圍繞面包括多個光反射區域。各光反射區域為連續曲面。相鄰的光反射區域之間具有斷差。

Description

車用照明裝置

本發明是有關於一種照明裝置，且特別是有關於一種車用照明裝置。

發光二極體頭燈(LED Headlights)之使用頻率已隨著發光效率與節能環保之訴求而有逐漸升高之趨勢，特別是使用頻率較高之近燈(Low beam)。目前發光二極體頭燈之成本因受到高瓦數發光二極體與大型散熱片之需求的影響而居高不下。一般而言，目前發光二極體近燈所使用之架構，通常需要遮板並透過透鏡之成像以形成清楚之明暗截止線(Cut-off line)，以避免對向來車產生眩光。但是也因為遮板的作用，發光二極體近燈明顯降低其光源的使用效率，一般僅可達60%左右。

美國專利第5757557號揭露其照明裝置的透鏡體具有前表面、向前擴張的彎曲側壁以及後方的柱狀凹洞。向後方傳遞的光束會被彎曲側壁反射而形成準直光束。此專利更揭露其凹洞包括具有準直功能的曲面。美國專利第7470042號揭露一種光源結構，其發光光源具有高折射率之導光部。導光部正面中央部為圓形直接出射區域，外側為全反射區，背面有半球形的凹部。美國專利第7128453號揭露一種光源結構，其遮光部件為板狀，從車輛的前方遮擋光源的一部份，以確定射入透鏡的光束之明暗邊界。 美國專利第7131758號揭露一種車燈結構，透過調整各光源的角度及透光罩，以形成所需的明暗截止線。另外，美國專利第6882110號揭露一種車燈結構，其使用多個燈具單元來形成各個不同區域以合成所需光照強度分佈。

本發明提供一種車用照明裝置，其投射的照明光束光利用率較高。。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提出一種車用照明裝置，用以沿著光軸發光。車用照明裝置包括至少一照明光源以及至少一準直透鏡。照明光源用以提供一照明光束。準直透鏡包括一第一光透射面、一第二光透射面、一內圍繞面以及一外圍繞面。第一光透射面用以將照明光束投射出準直透鏡。投射出準直透鏡之照明光束在一與光軸相交於一點的第一參考平面上所量測到之光形實質上分佈在一位於第一參考平面上的一參考線一側的區域。第二光透射面相對於第一光透射面設置，並且小於第一光透射面，第二光透射面相對於與光軸平行的第二參考平面為非鏡像對稱。內圍繞面連接第二光透射面且與第二光透射面共同定義出一容置空間，用以容置照明光源。外圍繞面連接內圍繞面與第一光透射面，並且外圍繞面從與內圍繞面之連接處向第一光透射面擴 張。外圍繞面包括多個光反射區域。各光反射區域為一連續曲面。相鄰的光反射區域之間具有至少一斷差(step)。

在本發明之一實施例中，上述光反射區域包括一擴光區域，經擴光區域作用的部分照明光束，其投射出準直透鏡而在第一參考平面上所量測到之光形分佈在參考線以下的區域並且第一光透射面的一中心點至所述光形在平行參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與光軸的夾角至少大於一臨界角度範圍。

在本發明之一實施例中，上述擴光區域包括多個子擴光區域，經這些子擴光區域作用的部分照明光束，其投射出準直透鏡而在第一參考平面上所量測到之光形分佈在參考線以下的區域並且第一光透射面的一中心點至光形在平行參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與光軸的夾角大於臨界角度範圍。

在本發明之一實施例中，上述子擴光區域各為一連續曲面，並且各自與其相鄰的這些光反射區域之間具有至少一斷差。

在本發明之一實施例中，上述子擴光區域包括一第一子擴光區域及一第二子擴光區域，經第一子擴光區域作用的部分照明光束，其投射出準直透鏡而在第一參考平面上所量測到之光形分佈在參考線以下的區域並且第一光透射面的中心點至光形在平行參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與光軸的夾角為一第一角度範圍，以及經第二子擴光區域作用的部分照明光束，其投射出準直透鏡而在第 一參考平面上所量測到之光形分佈在參考線以下的區域並且第一光透射面的中心點至光形在平行參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與光軸的夾角為一第二角度範圍，其中第二角度範圍大於第一角度範圍，並且第一角度範圍大於臨界角度範圍。

在本發明之一實施例中，上述光反射區域更包括一聚光區域，經聚光區域作用的部分照明光束，其投射出準直透鏡而在第一參考平面上所量測到之光形分佈在參考線以下的區域並且第一光透射面的中心點至光形在平行參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與光軸的夾角小於或等於臨界角度範圍。

在本發明之一實施例中，上述聚光區域包括多個子聚光區域，這些子聚光區域為各一連續曲面，並且各自與其相鄰的這些光反射區域之間具有至少一斷差。

在本發明之一實施例中，上述子聚光區域相對擴光區域的兩側設置。

在本發明之一實施例中，上述光反射區域更包括至少一特定角度形成區域，照明光束經至少一特定角度形成區域作用，其投射出準直透鏡之光形分佈在參考線以下的區域，且參考線為一折線，包括兩相交並夾一特定角度的直線。

在本發明之一實施例中，上述特定角度形成區域各為一連續曲面，並且各自與其相鄰的這些光反射區域之間具有至少一斷差。

在本發明之一實施例中，上述特定角度形成區域相對擴光區域的兩側設置，並且設置於第二參考平面的兩側。

在本發明之一實施例中，經第二光透射面作用的部分照明光束，其投射出準直透鏡而在第一參考平面上所量測到之光形分佈在參考線以下的區域並且第一光透射面的中心點至光形在平行參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與光軸的夾角至少大於一臨界角度範圍。

在本發明之一實施例中，經第二光透射面作用的部分照明光束，其投射出準直透鏡而在第一參考平面上所量測到之一光形分佈，第一光透射面的中心點至光形在平行參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與光軸的夾角為一第三角度範圍，並且第三角度範圍大於臨界角度範圍。

在本發明之一實施例中，上述第二光透射面相對平行光軸之一第三參考平面上為鏡像對稱，並且第二參考平面與第三參考平面實質上垂直。

在本發明之一實施例中，上述第二光透射面為一連續曲面。

在本發明之一實施例中，上述至少一照明光源為多個照明光源，至少一準直透鏡為多個準直透鏡，該些準直透鏡為相同材質且一體成形為一不可分割的透鏡結構，該些照明光源對應的配置在這些準直透鏡的這些容置空間。

基於上述，本揭露之車用照明裝置係基於全反射與折射原理來設計其外圍繞面上的不同區域之曲面形狀，並且相鄰的區域之間具有斷差，以獲得不同角度的擴散光形， 從而讓車用照明裝置投射出準直透鏡的照明光束之光形實質上分佈具有清晰的明暗截止線、特定的聚焦區域與較佳的光利用率。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1繪示本發明之一實施例的車用照明裝置三維概要示意圖。圖2A繪示圖1的車用照明裝置後視示意圖，圖2B及圖2C分別繪示圖2A的車用照明裝置沿剖面線B2-B2、C2-C2的剖面示意圖。請參照圖1至圖2C，本實施例的車用照明裝置100包括照明光源110以及準直透鏡120。應注意的是，為了清楚繪示本實施例的準直透鏡120，圖1及圖2A並未繪示照明光源110配置於準直透鏡120的容置空間S。

在本實施例中，準直透鏡120用以將照明光源110所提供的照明光束經由其第一光透射面S122投射出準直透鏡120。具體而言，準直透鏡120包括第一光透射面S122、第二光透射面S124、內圍繞面S126以及外圍繞面S128。 第一光透射面S122、第二光透射面S124、內圍繞面S126以及外圍繞面S128共同定義出準直透鏡120的外型輪廓，第二光透射面S124小於第一光透射面S122。在本實施例中，第一光透射面S122用以將照明光束投射出準直透鏡120。第二光透射面S124相對於第一光透射面S122設置。第二光透射面S124相對於平行光軸O的第二參考平面r2為非鏡像對稱，即上下不對稱，並且相對於平行光軸O的第三參考平面r3為鏡像對稱，即左右對稱。在此例中，光軸O在Y方向上延伸，第三參考平面r3平行Z方向，並且第二參考平面r2平行X方向。

接著，在本實施例中，內圍繞面S126與第二光透射面S124共同定義出容置空間S，用以容置照明光源110。外圍繞面S128連接內圍繞面S126與第一光透射面S122，並且外圍繞面S128從與內圍繞面S126之連接處向第一光透射面S122擴張。此處的擴張例如是指外圍繞面S128由容置空間S的開口延伸至第一光透射面S122，且此開口在第一光透射面S122上的投影面積小於第一光透射面S122的面積。換句話說，外圍繞面S128是從容置空間S的開口沿著方向D擴張至第一光透射面S122。

因此，在本實施例中，由照明光源110所發出的照明光束，基於全反射與折射原理在準直透鏡120內部進行傳遞，經由第二光透射面S124與內圍繞面S126入射至準直透鏡120內部，接著再經由第一光透射面S222沿著光軸O投射出準直透鏡120。照明光束在準直透鏡120內部傳遞 時，部份或全部的照明光束會被外圍繞面S128反射或全反射。

投射出準直透鏡120的照明光束在一與光軸O相交於一點的一第一參考平面r1上所量測到之光形OF實質上分佈在一位於第一參考平面r1上的一參考線RA之一側的區域。圖1所示為第一參考平面r1垂直光軸O，參考線RA為水平線，而光形OF在參考線RA下方區域的例子，但是本發明並不以此為限，在其他的實施例中，第一參考平面r1可以不垂直光軸O，參考線RA為鉛垂線或其他任意折線段或曲線，而光形OF在參考線RA的其中一側區域。

至少基於上述的準直透鏡120的結構態樣，本實施例進一步針對外圍繞面S128的不同區域進行設計，使其具有不同的曲面形狀，以獲得不同角度的擴散光形。

圖3繪示本實施例之外圍繞面S128的概要示意圖。請參照圖3，本實施例之外圍繞面S128包括多個光反射區域。各光反射區域為連續曲面，並且相鄰的光反射區域之間具有斷差，以適應性的調整照明光束之光形。根據光反射區域對投射出準直透鏡之照明光束之光形所產生的不同影響，大致可分為擴光區域S310以及聚光區域S320，分述如下。

圖4A繪示本實施例之擴光區域S310的概要示意圖。圖4B繪示本實施例之擴光區域S310的後視示意圖。圖4C繪示圖4B的擴光區域沿剖面線B4-B4的剖面示意圖。圖4D繪示圖4B的擴光區域沿剖面線A4-A4的剖面示意圖。 圖4E繪示圖4B的擴光區域的上視示意圖。圖4F繪示圖4B的擴光區域的側視示意圖。圖4G繪示圖4F的擴光區域沿剖面線E4-E4的剖面示意圖。圖4H繪示圖4F的擴光區域沿剖面線D4-D4的剖面示意圖。請參照圖4A至圖4H，本實施例之擴光區域S310包括多個子擴光區域，例如為第一子擴光區域S312及第二子擴光區域S314。第一子擴光區域S312及第二子擴光區域S314分別為一連續曲面，並且各自與其相鄰的光反射區域之間存在斷差。舉例而言，請同時參照圖3，本實施例之第一子擴光區域S312例如分別與聚光區域S320的兩個子區域S322、S324之間存在斷差。類似的，第二子擴光區域S314也分別與其兩側相鄰的光反射區域之間存在斷差。底下進一步說明各子擴光區域如何對投射出準直透鏡之照明光束之光形產生影響。

請先參考圖1及2C，部分照明光束投射出準直透鏡120而在第一參考平面r1上所量測到之光形OF分佈在水平的參考線RA以下的區域並且第一光透射面S122的一中心點至光形OF在平行水平的參考線RA的方向的最大寬度的端點P1或P2的連線與光軸O的夾角θ C定義為水平擴散角度，請先參照圖11，光軸O與第一參考平面r1及參考線RA的交會處定義為水平擴散角度θ C等於0度，向右定為正的角度，向左定為負的角度。

本實施例之照明光束經第一子擴光區域S312的作用，投射出準直透鏡120之照明光束的光形分佈在水平的 參考線RA以下並且水平擴散角度θ C介在正負15度的第一角度範圍之間的區域。照明光束經第二子擴光區域S314的作用，投射出準直透鏡120之照明光束的光形分佈在水平的參考線RA以下並且水平擴散角度θ C介在正負20度的第二角度範圍之間的區域。應注意的是，此處第一角度範圍與第二角度範圍係分別以正負15度與正負20度作為例示說明，兩者的數值與正負號並不用以限定本發明。換句話說，本實施例之照明光束經各子擴光區域作用，其光形分佈係在參考線以下並且介在對應的水平擴散角度θ C範圍之間的區域。

在本實施例中，照明光束在第二光透射面S124的作用之下，其光形也會被擴散，並且分佈在水平擴散角θ C介於第三角度範圍的區域。圖5繪示本實施例之第二光透射面從另一視角觀察的概要示意圖，圖6繪示對應圖5的第二光透射面的剖面示意圖。請參照圖5至圖6，本實施例之第二光透射面S124大致可區分為多個具有不同曲率的曲面，例如圖5中繪示為6個。在圖6中，虛線所繪示者是第二光透射面S124沿其中心剖線(即第三參考平面)的曲面輪廓，實線所繪示者是第二光透射面S124沿其邊緣兩側剖線的曲面輪廓。應注意的是，雖然本實施例之第二光透射面S124可區分為多個具有不同曲率的曲面，但是此些不同曲率的曲面所形成的第二光透射面S124為一連續曲面，此些不同曲率的曲面之間不具有斷差。另外，為了清楚顯示第二光透射面S124，圖5並未繪示其他表面 之間存在的斷差。

至少藉由上述第二光透射面S124的曲面設計，分別調整組成第二光透射面S124的多個曲面的曲率，本實施例之照明光束經第二光透射面S124的作用，投射出準直透鏡120之照明光束的光形分佈在水平的參考線RA以下並且水平擴散角度θ C介在正負40度的第三角度範圍之間的區域。應注意的是，此處第三角度範圍雖以正負40度作為例示說明，但其數值與正負號並不用以限定本發明。

在一實施例中，照明光束在第一子擴光區域S312、第二子擴光區域S314及第二光透射面S124的作用之下，其光形都是被擴散，也就是都屬擴光區域，而本實施例之擴光定義主要是由水平擴散角度θ C來定義。當照明光束經準直透鏡120的光反射區域的作用，其在第一參考平面r1上的光形分佈的水平擴散角度θ C大於正負5度，則定義各該光反射區域即為擴光區域，且定義正負5度為臨界角。惟此臨界角度範圍的數值並不用以限定本發明。在本實施例中，當投射出準直透鏡之照明光束的光形被各擴光區域調整至水平參考線RA下方時，在水平參考線RA上方的光強度便會減弱，即可形成清晰的明暗截止線。

另一方面，除了擴光區域，本實施例之外圍繞面S128也包括聚光區域S320。圖7繪示本實施例之聚光區域S320的概要示意圖。圖8繪示子聚光區域S324的立體示意圖。請參照圖7及圖8，本實施例之聚光區域S320包括多個子聚光區域S322、S324、S326、S328。在此例中，子聚光區 域S322、S324相對於第一子擴光區域S312的兩側分別設置，並且子聚光區域S326、S328相對於第二子擴光區域S314的兩側分別設置。在本實施例中，各子聚光區域分別為一連續曲面，並且各自與其相鄰的光反射區域之間存在斷差。舉例而言，請同時參照圖3，本實施例之子聚光區域S322、S324例如分別在與第一子擴光區域S312的連接處存在斷差。類似的，子聚光區域S326、S328例如分別在與第二子擴光區域S314的連接處存在斷差。底下進一步說明各子聚光區域如何對投射出準直透鏡120之照明光束之光形產生影響。

以子聚光區域S324為例。請參照圖8，本實施例之照明光束經子聚光區域S324的作用，投射出準直透鏡120之照明光束的光形分佈在水平的參考線RA以下並且水平擴散角度θ C介在正負5度的臨界角度範圍之間的區域。應注意的是，此處臨界角度範圍雖以正負5度作為例示說明，但其數值並不用以限定本發明。換句話說，本實施例之照明光束經各子聚光區域作用，其光形分佈係在水平參考線RA以下並且水平擴散角度θ C小於或等於臨界角度範圍，此即本實施例之聚光定義。也就是說，當照明光束經各子聚光區域作用，其投射出準直透鏡120之光形分佈在參考線RA以下並且水平擴散角度θ C小於或等於臨界角度範圍，則各該光反射區域即為聚光區域。

總結來說，在本實施例中，照明光束經過外圍繞面的多個光反射區域以及第二光透射面的作用之後，其光形實 質上分佈在參考線RA以下的區域。此一光形分佈可使本實施例之照明裝置應用在車輛照明時，至少符合歐洲經濟委員會(Economic Commission of Europe，簡稱ECE)所頒佈的法規UN ECE Regulation，其規定車用照明裝置的近燈設計至少必須符合主要的照明光形分佈在水平明暗截止線以下的標準。其中，明暗截止線的清晰度係數定義為G，清晰度係數G是藉由垂直掃描經過明暗截止線水平段位於V-V線段至2.5度處之方式決定：G=(log Eβ-log E(β+0.1°))

其中E為實際照度量測值，單位為1x；β為垂直方向之位置，單位為角度。G值應不小於0.13(最小清晰度係數)且不大於0.40(最大清晰度係數)。詳細測試細節見於UN ECE Regulation，此處並不贅述。

除此之外，UN ECE Regulation更規定車用照明裝置的照明光形超過水平明暗截止線的部份，其邊界與水平明暗截止線的夾角不可超過15度角，進一步說明如下。

圖9A繪示本發明另一實施例之外圍繞面S728的概要示意圖。圖9B繪示從不同角度觀察圖9A之外圍繞面的概要示意圖。圖10繪示特定角度形成區域S830的後視示意圖。

請參照圖9A至圖10，本實施例之外圍繞面S728更包括特定角度形成區域S830、S840。在此例中，特定角度形成區域S830、S840相對於擴光區域S810的兩側設置，並且設置於第二參考平面r2的兩側。在本實施例中，各特 定角度形成區域分別為一連續曲面，並且各自與其相鄰的光反射區域之間存在斷差。舉例而言，本實施例之特定角度形成區域S830例如至少分別在與第一子擴光區域S812的連接處以及在與子聚光區域S824的連接處存在斷差。類似的，特定角度形成區域S840例如至少分別在與第二子擴光區域S814的連接處以及在與子聚光區域S826的連接處存在斷差。也就是說，特定角度形成區域S830、S840各自與其相鄰的光反射區域之間具有斷差。底下進一步說明各特定角度形成區域如何對照明光束之光形產生影響。

圖11繪示經特定角度形成區域S830、S840作用投射出準直透鏡120之照明光束在第一參考平面r1上之光形示意圖。請參照圖9A至圖11，本實施例之照明光束經特定角度形成區域S830、S840的作用，投射出準直透鏡120之照明光束的光形分佈在參考線RA以下，參考線RA為一折線，包括兩相交並夾一特定角度θ的直線段HL及SL，其中HL為水平明暗截止線，SL為光形超過水平明暗截止線HL的斜明暗截止線。如圖11所示。至少為了符合UN ECE Regulation法規標準，此例的特定角度θ為15度角。也就是說，本實施例之照明光束經特定角度形成區域S830、S840的作用後，光形超過水平明暗截止線的部份，其邊界與水平明暗截止線HL的夾角並未超過15度角。在本實施例中，特定角度形成區域S830、S840所產生的光形亦屬於擴散光形的一種，並且更進一步產生在水平的明暗截止線HL以上的15度之光形分佈。請再參考圖10， 以特定角度形成區域S830為例，其曲面是左右不對稱，並且在調整曲面時，可參考圖5及圖6的調整方式，將特定角度形成區域S830分成多個具有不同曲率的曲面，例如圖10中繪示為6個，將各虛線對參考軸RL旋轉15度角後再取區域S830的各個曲面來進行擴光調整。應注意的是，此處的特定角度雖以15度作為例示說明，但其數值大小並不用以限定本發明。

圖12繪示照明光束經外圍繞面S728作用之投射出準直透鏡120之光形示意圖。如圖12所示，照明光束經過本實施例之外圍繞面S728的多個光反射區域以及第二光透射面S724的作用之後，其在第一參考平面r1上的光形實質上分佈在參考線RA下方，參考線RA包括水平明暗截止線HL及斜明暗截止線SL，水平明暗截止線HL及斜明暗截止線SL的夾角並未超過15度角。因此，此一光形分佈可使本實施例之照明裝置應用在車輛照明時，至少符合UN ECE Regulation所規定的法規標準。詳細說明，本實施例之一於UN ECE Regulation所規定的測量標準中，該投射出準直透鏡120之光形位於參考線RA之上，即位於水平明暗截止線HL及斜明暗截止線SL之上的光強度幾乎為零。本實施例之一所提及之水平擴散角度的測量方式依照UN ECE Regulation所規定。

至少為了提供上述實施例所例示的照明光形，本揭露的外圍繞面之各光反射區域之間具有斷差，底下進一步說明此些斷差。

圖13繪示本發明一實施例之外圍繞面的局部放大示意圖。請參考圖3及圖13，以圖3的外圍繞面S128為例，外圍繞面S128的各光反射區域為一連續曲面，並且相鄰的光反射區域之間具有斷差。圖13的斷差W為兩相鄰之光反射區域的曲面不連續，而存在一高度差。

從另一觀點來看，圖14A繪示圖3的子擴光區域S312與其相鄰的光反射區域的斷差示意圖，圖14B繪示圖14A中虛線包圍區域的局部放大示意圖。請參考圖3、圖14A及圖14B，在本實施例中，以圖3的子擴光區域S312為例，子聚光區域S322、S324各自與其相鄰的光反射區域存在斷差，例如子擴光區域S312與子聚光區域S324存在斷差W，如圖14A及圖14B所示，為了各別調整個別光反射區域的光學效果而產生各個光反射區域之間的斷差，根據調整的結果，圖14B繪示照明光束BL經子擴光區域S312反射後朝Y方向投射出準直透鏡120。

圖15A繪示圖2A的準直透鏡120沿剖面線B2-B2的剖面示意圖。圖15B繪示圖15A中虛線包圍區域對應準直透鏡120的局部側視放大示意圖。圖16A繪示圖2A的準直透鏡120沿剖面線C2-C2的剖面示意圖。圖16B繪示圖16A中虛線包圍區域對應準直透鏡120的局部側視放大示意圖。

請參考圖2A、圖15A至圖16B，從垂直方向來看，光反射區域S152表示為尚未依光形需求進行調整前的表面，此時照明光束BL的光路徑投射出準直透鏡之光形仍 無法分布在水平的參考線之下。將光反射區域S152依需求分成多個曲面進行調整，此處以光反射區域S150、S154為例。光反射區域S150、S154依光形需求調整曲率，控制照明光束BL的傳遞方向向上或向下。利用分段調整光反射區域S150、S154可使照明光束BL準直化為照明光束BL’，且照明光束BL’投射出準直透鏡之光形分布在水平的參考線之下。類似的，從水平方向來看，光反射區域S162表示為尚未依光形需求進行調整前的表面，此時照明光束BL的光路徑投射出準直透鏡之光形仍無法達成所需的水平擴散角度分布。將光反射區域S162依需求分成多個曲面進行調整，此處以光反射區域S160、S164為例。光反射區域S160、S164依光形需求調整曲率，控制照明光束BL的傳遞方向靠近光軸或遠離光軸。利用分段調整光反射區域S160、S164可使照明光束BL依光形需求調整為照明光束BL’，且照明光束BL’投射出準直透鏡之光形分布於所需的水平擴散角度。

總結來說，本揭露所提供的車用照明裝置，其準直透鏡無需鍍高反射率膜層，透過全反射與折射原理，針對外圍繞面進行設計，使外圍繞面包括不同曲面形狀之區域以及使各區域之間具有斷差，從而滿足不同擴散角度之需求。另外，照明光束經不同區域所達成投射出準直透鏡之光形已揭露如上，其結果顯示本揭露所提供的車用照明裝置至少已可符合車輛近燈光形之標準。

從圖3及圖9A所揭露的實施例來看，車用照明裝置 從後視角度觀察，即從-Y方向往+Y方向觀察，準直透鏡的外型輪廓實質上為近似於圓形的曲線，但本發明並不限於此。圖17A繪示本發明之另一實施例的車用照明裝置三維概要示意圖。圖17B繪示圖17A的準直透鏡的後視示意圖。圖17C繪示圖17A的準直透鏡沿剖面線B17-B17的剖面示意圖。圖17D繪示圖17A的準直透鏡沿剖面線C17-C17的剖面示意圖。本實施例之車用照明裝置從後視角度來觀察，其準直透鏡的外型輪廓實質上為近似於四邊形的曲線。值得一提的是，此種結構設計也可應用在機車的照明裝置，此際，機車的照明裝置可不包括提供特定角度光形的形成區域S830、S840。換句話說，本揭露的車用照明裝置可根據應用的不同，選擇性的設計其外圍繞面是否要包括特定角度形成區域，或者其特定角度形成區域的設置位置。舉例而言，在機車的照明應用中，車用照明裝置可不包括特定角度形成區域。在左駕的汽車照明應用中，車用照明裝置的特定角度形成區域之設計可例如圖9A所揭露的設計態樣。在右駕的汽車照明應用中，車用照明裝置的特定角度形成區域之設計可適應性的調整，以符合其他法規所設定的標準。

根據應用的不同，本發明一實施例的車用照明裝置也可包括多個照明光源以及多個準直透鏡，且該些準直透鏡為相同材質且一體成形為一個不可分割的透鏡結構。圖18至圖20分別繪示車用照明裝置包括不同數目的照明光源及準直透鏡的實施例。圖18A繪示本發明之另一實施例的 車用照明裝置三維概要示意圖。圖18B繪示圖18A的準直透鏡的後視示意圖。圖18C繪示圖18A的準直透鏡沿剖面線B27-B27的剖面示意圖。圖18D繪示圖18A的準直透鏡沿剖面線C27-C27的剖面示意圖。圖19A繪示本發明之另一實施例的車用照明裝置三維概要示意圖。圖19B繪示圖19A的準直透鏡的後視示意圖。圖19C繪示圖19A的準直透鏡沿剖面線B37-B37的剖面示意圖。圖19D繪示圖19A的準直透鏡沿剖面線C37-C37的剖面示意圖。圖20A繪示本發明之另一實施例的車用照明裝置三維概要示意圖。圖20B繪示圖20A的準直透鏡的後視示意圖。圖20C繪示圖20A的準直透鏡沿剖面線B47-B47的剖面示意圖。圖20D繪示圖20A的準直透鏡沿剖面線C47-C47的剖面示意圖。照明光源對應的配置在準直透鏡的容置空間，為了清楚繪示此種實施態樣，圖17至圖20並未繪示照明光源配置於準直透鏡的容置空間。另外，具有多個準直透鏡的車用照明裝置可更包括一基板，用以設置準直透鏡。例如車用照明裝置1800、1900、2000分別包括基板1830、1930、2030用以設置多個準直透鏡。進一步說明，該不可分割的透鏡結構上的各光反射區域分別為連續曲面，並且各自與相鄰的該些光反射區域之間具有至少一個斷差，多個照明光源的照明光束經該些光反射區域折射後，投射出該透鏡結構的照明光束仍符合UN ECE Regulation的規定。

綜上所述，在本揭露之車用照明裝置中，其外圍繞面包括不同曲面形狀之區域以及相鄰的各區域之間具有斷 差。藉此設計，照明光束在準直透鏡的作用下可獲得不同角度的擴散光形，從而讓車用照明裝置所投射的照明光束之光形實質上分佈具有清晰的明暗截止線、特定的聚焦區域與較佳的光利用率。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

100、1700、1800、1900、2000‧‧‧車用照明裝置

110‧‧‧照明光源

120‧‧‧準直透鏡

1830、1930、2030‧‧‧基板

S122、S722‧‧‧第一光透射面

S124、S724‧‧‧第二光透射面

S126‧‧‧內圍繞面

S128‧‧‧外圍繞面

S150、S160‧‧‧光反射區域

S152、S154、S162、S164‧‧‧斷差之間的曲線

S830、S840‧‧‧特定角度形成區域

S310、S810‧‧‧擴光區域

S312、S812‧‧‧第一子擴光區域

S314、S814‧‧‧第二子擴光區域

S320、S820‧‧‧聚光區域

S322、S324、S326、S328、S822、S824、S826、S828‧‧‧子聚光區域

HL‧‧‧水平明暗截止線

BL、BL’‧‧‧照明光束

OF‧‧‧光形

P1、P2‧‧‧端點

r1‧‧‧第一參考平面

r2‧‧‧第一參考平面

r3‧‧‧第一參考平面

RL‧‧‧參考軸

RA‧‧‧參考線

SL‧‧‧斜明暗截止線

O‧‧‧光軸

S‧‧‧容置空間

D‧‧‧擴張方向

W‧‧‧斷差

A4-A4、B2-B2、B4-B4、B17-B17、B27-B27、B37-B37、B47-B47、C2-C2、C17-C17、C27-C27、C37-C37、C47-C47、D4-D4、E4-E4‧‧‧剖面線

圖1繪示本發明之一實施例的車用照明裝置三維概要示意圖。

圖2A繪示圖1的車用照明裝置後視示意圖。

圖2B繪示圖2A的車用照明裝置沿剖面線B2-B2的剖面示意圖。

圖2C繪示圖2A的車用照明裝置沿剖面線C2-C2的剖面示意圖。

圖3繪示本實施例之外圍繞面S128的概要示意圖。

圖4A繪示本實施例之擴光區域S310的概要示意圖。

圖4B繪示本實施例之擴光區域S310的後視示意圖。

圖4C繪示圖4B的擴光區域沿剖面線B4-B4的剖面示意圖。

圖4D繪示圖4B的擴光區域沿剖面線A4-A4的剖面示意圖。

圖4E繪示圖4B的擴光區域的上視示意圖。

圖4F繪示圖4B的擴光區域的側視示意圖。

圖4G繪示圖4F的擴光區域沿剖面線E4-E4的剖面示意圖。

圖4H繪示圖4F的擴光區域沿剖面線D4-D4的剖面示意圖。

圖5繪示本實施例之第二光透射面從另一視角觀察的概要示意圖。

圖6繪示對應圖5的第二光透射面的剖面示意圖。

圖7繪示本實施例之聚光區域S320的概要示意圖。

圖8繪示子聚光區域S324的立體示意圖。

圖9A繪示本發明另一實施例之外圍繞面S728的概要示意圖。

圖9B繪示從不同角度觀察圖9A之外圍繞面S728的概要示意圖。

圖10繪示特定角度形成區域S830的後視示意圖。

圖11繪示經特定角度形成區域S830、S840作用的投射出準直透鏡之照明光束之光形示意圖。

圖12繪示照明光束經外圍繞面S728作用之投射出準直透鏡之光形示意圖。

圖13繪示本發明一實施例之外圍繞面的局部放大示意圖。

圖14A繪示圖3的子擴光區域S312與其相鄰的光反射區域的斷差示意圖。

圖14B繪示圖14A中虛線包圍區域的局部放大示意圖。

圖15A繪示圖2A的準直透鏡沿剖面線B2-B2的剖面示意圖。

圖15B繪示圖15A中虛線包圍區域對應準直透鏡的局部側視放大示意圖。

圖16A繪示圖2A的準直透鏡沿剖面線C2-C2的剖面示意圖。

圖16B繪示圖16A中虛線包圍區域對應準直透鏡的局部側視放大示意圖。

圖17A繪示本發明之另一實施例的車用照明裝置三維概要示意圖。

圖17B繪示圖17A的準直透鏡的後視示意圖。

圖17C繪示圖17A的準直透鏡沿剖面線B17-B17的剖面示意圖。

圖17D繪示圖17A的準直透鏡沿剖面線C17-C17的剖面示意圖。

圖18A繪示本發明之另一實施例的車用照明裝置三 維概要示意圖。

圖18B繪示圖18A的準直透鏡的後視示意圖。

圖18C繪示圖18A的準直透鏡沿剖面線B27-B27的剖面示意圖。

圖18D繪示圖18A的準直透鏡沿剖面線C27-C27的剖面示意圖。

圖19A繪示本發明之另一實施例的車用照明裝置三維概要示意圖。

圖19B繪示圖19A的準直透鏡的後視示意圖。

圖19C繪示圖19A的準直透鏡沿剖面線B37-B37的剖面示意圖。

圖19D繪示圖19A的準直透鏡沿剖面線C37-C37的剖面示意圖。

圖20A繪示本發明之另一實施例的車用照明裝置三維概要示意圖。

圖20B繪示20A的準直透鏡的後視示意圖。

圖20C繪示圖20A的準直透鏡沿剖面線B47-B47的剖面示意圖。

圖20D繪示圖20A的準直透鏡沿剖面線C47-C47的剖面示意圖。

100‧‧‧車用照明裝置

120‧‧‧準直透鏡

S‧‧‧容置空間

OF‧‧‧光形

P1、P2‧‧‧端點

r1‧‧‧第一參考平面

r2‧‧‧第一參考平面

r3‧‧‧第一參考平面

RA‧‧‧參考線

X‧‧‧X軸

Y‧‧‧Y軸

Z‧‧‧Z軸

Claims (16)

1. 一種車用照明裝置，用以沿著一光軸發光，該車用照明裝置包括：至少一照明光源，用以提供一照明光束；以及至少一準直透鏡，包括：一第一光透射面，用以將該照明光束投射出該準直透鏡，其中投射出該準直透鏡之該照明光束在一與該光軸相交於一點的一第一參考平面上所量測到之光形實質上分佈在一位於該第一參考平面上的一參考線之一側的區域；一第二光透射面，相對於該第一光透射面設置且小於該第一光透射面，該第二光透射面相對於與該光軸平行的一第二參考平面為非鏡像對稱；一內圍繞面，連接該第二光透射面且與該第二光透射面共同定義出一容置空間，用以容置該照明光源；以及一外圍繞面，連接該內圍繞面與該第一光透射面，並且從該外圍繞面與該內圍繞面之連接處向該第一光透射面擴張，其中該外圍繞面包括多個光反射區域，各該光反射區域為一連續曲面，並且相鄰的該些光反射區域之間具有至少一斷差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之車用照明裝置，其中該些光反射區域包括一擴光區域，經該擴光區域作用的部 分該照明光束，其投射出該準直透鏡而在該第一參考平面上所量測到之光形分佈在該參考線以下的區域並且該第一光透射面的一中心點至該光形在平行該參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與該光軸的夾角至少大於一臨界角度範圍。
3. 如申請專利範圍第2項所述之車用照明裝置，其中該擴光區域包括多個子擴光區域，經該些子擴光區域作用的部分該照明光束，其投射出該準直透鏡而在該第一參考平面上所量測到之光形分佈在該參考線以下的區域並且該第一光透射面的一中心點至該光形在平行該參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與該光軸的夾角大於該臨界角度範圍。
4. 如申請專利範圍第3項所述之車用照明裝置，其中該些子擴光區域各為一連續曲面，並且各自與其相鄰的該些光反射區域之間具有該至少一斷差。
5. 如申請專利範圍第3項所述之車用照明裝置，其中該些子擴光區域包括一第一子擴光區域及一第二子擴光區域，經該第一子擴光區域作用的部分該照明光束，其投射出該準直透鏡而在該第一參考平面上所量測到之光形分佈在該參考線以下的區域並且該第一光透射面的該中心點至該光形在平行該參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與該光軸的夾角為一第一角度範圍，以及經該第二子擴光區域作用的部分該照明光束，其投射出該準直透鏡而在該第一參考平面上所量測到之光形分佈在該參考線以下的區 域並且該第一光透射面的該中心點至該光形在平行該參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與該光軸的夾角為一第二角度範圍，其中該第二角度範圍大於該第一角度範圍，並且該第一角度範圍大於該臨界角度範圍。
6. 如申請專利範圍第2項所述之車用照明裝置，其中該些光反射區域更包括一聚光區域，經該聚光區域作用的部分該照明光束，其投射出該準直透鏡而在該第一參考平面上所量測到之光形分佈在該參考線以下的區域並且該第一光透射面的該中心點至該光形在平行該參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與該光軸的夾角小於或等於該臨界角度範圍。
7. 如申請專利範圍第6項所述之車用照明裝置，其中該聚光區域包括多個子聚光區域，該些子聚光區域為各一連續曲面，並且各自與其相鄰的該些光反射區域之間具有該至少一斷差。
8. 如申請專利範圍第7項所述之車用照明裝置，其中，該些子聚光區域相對該擴光區域的兩側設置。
9. 如申請專利範圍第2項所述之車用照明裝置，其中，該些光反射區域更包括至少一特定角度形成區域，該照明光束經該至少一特定角度形成區域作用，其投射出該準直透鏡之光形分佈在該參考線以下的區域，且該參考線為一折線，包括兩相交並夾一特定角度的直線。
10. 如申請專利範圍第9項所述之車用照明裝置，其中該些特定角度形成區域各為一連續曲面，並且各自與其 相鄰的該些光反射區域之間具有該至少一斷差。
11. 如申請專利範圍第9項所述之車用照明裝置，其中該些特定角度形成區域相對該擴光區域的兩側設置，並且設置於該第二參考平面的兩側。
12. 如申請專利範圍第1項所述之車用照明裝置，其中經該第二光透射面作用的部分該照明光束，其投射出該準直透鏡而在該第一參考平面上所量測到之光形分佈在該參考線以下的區域並且該第一光透射面的該中心點至該光形在平行該參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與該光軸的夾角至少大於一臨界角度範圍。
13. 如申請專利範圍第12項所述之車用照明裝置，其中經該第二光透射面作用的部分該照明光束，其投射出該準直透鏡而在該第一參考平面上所量測到之一光形分佈，該第一光透射面的該中心點至該光形在平行該參考線的方向的最大寬度的一端點的連線與該光軸的夾角為一第三角度範圍，並且該第三角度範圍大於該臨界角度範圍。
14. 如申請專利範圍第1項所述之車用照明裝置，其中該第二光透射面相對平行該光軸之一第三參考平面上為鏡像對稱，並且該第二參考平面與該第三參考平面實質上垂直。
15. 如申請專利範圍第1項所述之車用照明裝置，其中該第二光透射面為一連續曲面。
16. 如申請專利範圍第1項所述之車用照明裝置，其中該至少一照明光源為多個照明光源，該至少一準直透鏡 為多個準直透鏡，該些準直透鏡為相同材質且一體成形為一不可分割的透鏡結構，該些照明光源對應的配置在該些準直透鏡的該些容置空間。