TW201533389A - 可投射出重疊熱點的車燈結構 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種可投射出重疊熱點的車燈結構，其主要係於一光源模組前方的光軸上設有一透鏡，該光源模組是由二尺寸相同的面光源所組成，二面光源係以水平相鄰設置，其間形成有一水平間距以及一垂直錯位距離，該錯位距離係垂直於光軸方向；當該光源模組的二面光源同時將光投射向該透鏡，藉由上述的間距與錯位距離可在光源模組後方的光軸上形成一焦點，利用改變該間距與面光源尺寸的比例，以及調整該焦點與光源模組、透鏡之間的距離，便可決定面光源經由透鏡投射一具有光線重疊區域的重疊光型，進而可以達到控制重疊區域中一熱點位置的目的。

Description

可投射出重疊熱點的車燈結構

本發明係關於一種車燈結構，尤指一種可利用透鏡投射出重疊熱點的車燈結構。

目前車輛上的車燈所使用的光源可分為鹵素泡、氙氣燈泡及LED等三種，其中LED具有省電、壽命更長的優點，因此經常被運用在車燈照明系統，請參閱圖6與圖7所示，為一種已知的車燈照明系統，其主要係於一LED模組90上設有一一次光學透鏡91，並於該LED模組90前方設有一二次光學透鏡92，由於車燈照明需要更高的亮度需求，因此該LED模組90可運用大尺寸的LED構成，或者以多個LED而組成陣列的形式，並且令光線依序通過該一次光學透鏡91、二次光學透鏡92的設計以滿足亮度需求，所謂的一次光學設計是在LED封裝時進行，以決定LED的出光角度、光強、光通量大小、光強分佈、色溫的範圍與分佈，如圖7所示，二次光學設計是一般LED發光角度為120度左右，而二次光學設計是將LED發出的光再通過該二次光學透鏡92以改變其光學性能。

通常交通法規中，為確保行車與行人安全，對於車燈投射的光型係有具體的規範，對於不同形式遠光車燈及近光車燈在不同角度下的光度要求可知，車燈投射光線有一定的熱點（HOTSPOT）範圍及光度大小要求，為滿足前述要求，車燈採用了各種不同的技術以產生前述的熱點範圍或滿足交通法規的安全規定；如我國新型專利權第M469221號「LED車燈模組」，其包括一燈座框、一散熱座、一光學透鏡及一遮光板，該燈座框為中央透空的框座，於框緣內測設有一固定部，並且於框緣一側端面設有一卡掣部，該散熱座上設有LED燈基板，且散熱座前端設有該燈座框，該燈座框與散熱座之間設有一遮光板，在於該燈座框上架設一光學透鏡，該光學透鏡係對應組設於該燈座框之卡掣部，而該遮光板係採用一水平遮光板或一傾斜15度的遮光板構成遠、近光燈。

由上述技術可知，其車燈的構造相當複雜，若欲使光源通過該光學透鏡的同時，對光線產生不同的處理(聚焦、折射等等)，又須採用構造複雜的光學透鏡或涉及精密的光學元件製造技術，其製造與開發的成本皆相當高，然而，應用於車輛的車燈除了要考慮照明效率以外，又需符合交通法規，車燈發亮時產生的光型有一定的規範和限制，因此，如何滿足交通法規的安全規定，又可降低製造成本與開發難度，確實有待進一步提出有效改良的技術方案。

因此本發明主要目的係提供一種可投射出重疊熱點的車燈結構，利用二個特定形狀及特定排放位置的發光元件，再結合透鏡成像的原理，以較容易地使車燈產生符合規範且效果較佳的光型。

為達成上述目的所採取的技術手段係令前述可投射出重疊熱點的車燈結構包括：一光源模組，係包括二形狀相同的面光源，二面光源係相鄰設置，其間形成有一間距以及一錯位距離；一透鏡，係設於該光源模組前方的光軸上，當二面光源分別將光投射至該透鏡時，令該光源模組後方的光軸上產生有一焦點；

藉由本發明可投射出重疊熱點的車燈結構，係可由二面光源透過該透鏡投射光源以產生一重疊光型，又依據二面光源的形狀與二面光源的間距、錯位距離以決定該重疊光型的形狀，並且於該光源模組後方的光軸上產生焦點，又利用該焦點與該光源模組、該透鏡之間的不同位置以改變光通過透鏡後的張角以改變重疊光型的範圍，進而決定出重疊光型範圍中的熱點，藉此可輕易地達到控制重疊區域中熱點位置，以提供符合安全基準的車燈光型。

關於本發明可投射出重疊熱點的車燈結構，其主要目的係應用在一般車輛頭燈的殼體內，可裝設本發明的車燈結構，以使車燈產生符合規範且效果較佳的光型；關於本發明一較佳實施例，請參考圖1與圖2所示，其中包括一光源模組10與一透鏡20，該透鏡20係設於該光源模組10前方的光軸（Z軸）上，透過該光源模組10將光投射至該透鏡20，利用該光源模組10的特定規格再結合該透鏡20之成像原理，以產生一重疊光型。

本實施例中，該光源模組10係由二燈體12、一基板13所組成，二燈體12係以水平方向（X軸）相鄰設置地安裝在該基板13上，該基板12上設有複數電路與一電源模組（圖中未示），使二燈體12分別與複數電路與電源模組電連接；如圖2所示，其中該燈體12係成矩形，且燈體12內中央位置設有亦呈矩形的一面光源11，該面光源11具有一寬度A，且該燈體12亦具有一寬度B，於本實施例中，二面光源11的寬度A大小相同，二燈體12的寬度B大小亦相同，且該燈體12的寬度B係大於面光源11的寬度A。

上述二燈體12係相鄰設置，並且二燈體12間構成有一間距C以及一錯位距離D，該錯位距離D係位於光軸的垂直方向（Y軸）上；本實施例中，二燈體12的間距C係指二面光源11中心位置彼此之距離，且該間距C係大於該燈體12的寬度B，而二燈體12間的錯位距離D係指二面光源11中心位置於垂直方向上的距離。

如圖1所示，該透鏡20係設於該光源模組10前方的光軸上，當二面光源11分別將光投射至該透鏡20時，藉由上述二燈體12的間距C與二燈體12間的錯位距離D，使該透鏡20投射出該重疊光型，令光源模組10後方的光軸上產生有一焦點Fx；本實施例中，在X軸與Z軸所構成的X-Z平面上，具有焦點Fx，該焦點Fx的位置與該透鏡20的入射主平面之間的距離係構成一焦距fx，同理在X軸與Y軸所構成的X-Y平面上，具有另一焦點Fy，該焦點Fy位於面光源11的發光面位置，該焦點Fy的位置與該透鏡20的入射主平面之間的距離係構成另一焦距fy，而前述兩焦點Fx,Fy間的Z軸差距構成一變異距離Δf。

由上述可知，當該光源模組10的位置在光軸（Z軸）上產生位移時，該焦點Fx的位置會隨之而改變，上述的焦距fx與變異距離Δf亦因此而產生變化，本發明為要進一步產生較佳的重疊光型，根據下列的比例公式，將以一較佳的間距比W以及一焦距比P決定該重疊光型的區域範圍：，其中間距比W係二燈體12間距C與該面光源11寬度A的比例；，其中焦距比P係上述變異距離Δf與焦距fx的比例；於本實施例中，較佳的間距比W的比值係為1~8，較佳的焦距比P的比值為，亦即

根據上述的比例公式產生較佳的重疊光型，請參考圖3所示，該重疊光型係由二面光源11提供光源，於光軸方向（Z軸）中心位置設有一參考點，並將光線透過該透鏡20投射出，並且依據上述焦點Fx對應於該光源模組10的位置，產生固定之焦距fx，進而決定一熱點30；本實施例中，該光源模組10透過該透鏡20所投射出的光型係呈長方形，並且所投射出的光為重疊光型而形成熱點30，由於該光源模組10中的二面光源11具有錯位距離D，使得該熱點30與參考點的位置不相同。

關於本發明的另一較佳實施例，請參考圖4所示，其主要的結構與應用方式係與前一實施例大致相同，惟該重疊光型的區域範圍有所不同，本實施例係提供於光軸垂直方向（Y軸）上的改變，以達到所投射的光線具有安全性；該光源模組10進一步包括一反射罩40，該反射罩40係設於該基板13上並位於二燈體12及面光源11的上方，該反射罩40內又設有一反射面41，供接受由二面光源11所照射出的光線，並透過該反射面41將光線向下反射至該透鏡20，以產生具有向下擴散的重疊光型。

為進一步說明上述的重疊光型，請參考圖5所示，其中係例舉一光型分佈圖，用以揭示一有代表光源位置的圓心T、一代表照射光型的範圍L、一代表左右角度的水平軸以及一代表俯仰角度的垂直軸，該範圍L中又包括多個區域A~E；其中，該照射光型的範圍L係由圓心T附近位置向外逐漸擴大，越接近外圍所呈現的光強度越弱，例如：A區的光強度範圍是135~200燭光，B區的光強度範圍是500~700燭光，C區的光強度範圍是5000~10000燭光，D區的光強度範圍是12000~15000燭光，E區的光強度範圍是1250~3000燭光。

因此，由上述各實施例可知，本發明主要目的係應用在一般車輛頭燈，並以符合交通法規之規範，當該光源模組10透過面光源11將光投射至透鏡20，藉由上述間距比W、焦距比P所構成的比例公式，便可決定面光源11經由透鏡20可投射一具有光線重疊區域的重疊光型，並且達到控制較佳的熱點30位置之目的。

10‧‧‧光源模組
11‧‧‧面光源
12‧‧‧燈體
13‧‧‧基板
20‧‧‧透鏡
30‧‧‧熱點
40‧‧‧反射罩
41‧‧‧反射面

圖1 係本發明一較佳實施例的狀態示意圖。圖2 係本發明一較佳實施例的部分結構示意圖。圖3係本發明一較佳實施例之重疊區域光型示意圖。圖4 係本發明另一較佳實施例的側視狀態示意圖。圖5 係本發明另一較佳實施例的光型分佈示意圖。圖6 係一已知的車燈照明系統。圖7 係一已知的車燈照明系統之光型示意圖。

10‧‧‧光源模組

11‧‧‧面光源

12‧‧‧燈體

13‧‧‧基板

20‧‧‧透鏡

Claims (8)

1. 一種可投射出重疊熱點的車燈結構，其包括：一光源模組，係包括二形狀相同的面光源，二面光源係相鄰設置，其間形成有一間距以及一錯位距離；一透鏡，係設於該光源模組前方的光軸上，當二面光源分別將光投射至該透鏡時，令該光源模組後方的光軸上產生有一焦點；藉此，由二面光源透過該透鏡投射出光源以形成一重疊光型，並且依據上述焦點對應於該光源模組位置的變化，進而決定一熱點。
2. 如請求項1所述之可投射出重疊熱點的車燈結構，該光源模組係由二燈體、一基板所組成，二燈體係相鄰地設在該基板上，該燈體內設有該面光源。
3. 如請求項2所述之可投射出重疊熱點的車燈結構，二面光源與二燈體分別具有二寬度，且二面光源的二寬度大小相同，而二燈體的二寬度大小亦相同；該燈體的寬度係大於面光源的寬度。
4. 如請求項3所述之可投射出重疊熱點的車燈結構，二燈體的間距係指二面光源各中心位置之距離，且該間距係大於該燈體的寬度，而二燈體間的錯位距離係指二面光源中心位置於垂直方向的距離。
5. 如請求項4所述之可投射出重疊熱點的車燈結構，上述焦點與該透鏡的之間的距離係構成一焦距，並且該焦點與該面光源之間具有一變異距離。
6. 如請求項5所述之可投射出重疊熱點的車燈結構，進一步包括一間距比與一焦距比，其中間距比係二燈體間距與該面光源寬度的比例，焦距比係上述變異距離與焦距的比例；該間距比的比值為1至8，該焦距比的比值為1比14至8比14。
7. 如請求項6所述之可投射出重疊熱點的車燈結構，該重疊光型於光軸方向中心設有一參考點，該熱點與參考點的位置不相同。
8. 如請求項1至7中任一項所述之可投射出重疊熱點的車燈結構，該光源模組進一步包括一反射罩，該反射罩係設於二面光源的上方，該反射罩內又設有一反射面，以產生具有向下擴散的重疊光型。