TW201734360A - 具花紋透鏡之車燈 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具花紋透鏡之車燈，其包含全反射透鏡以及發光元件。全反射透鏡具有全反射面、進光面及出光面；出光面具有複數個幾何形狀之立體花紋。發光元件對應全反射透鏡設置，以朝全反射透鏡發射一光線。在光線部分直接入射至出光面，而其餘光線則經由全反射面反射而進入出光面後，由出光面散射出車燈照度分佈；車燈照度分佈具有明暗截止線，並符合ECE R112規範的近光燈光型需求。

Description

具花紋透鏡之車燈

本發明是關於一種車燈，特別是一種具花紋透鏡之車燈，其是採用特殊的花紋設計來擴散光型，使得散射出的車燈照度分佈具有清楚可辨的明暗截止線，並符合法規規定車燈所需之照度分佈，以供實際應用於汽機車等交通工具。

隨著LED的產業的興起，LED已經廣泛的應用到各行各業。由於LED具有高光效、壽命長及體積小等優點，在汽車行業中，LED開始逐漸取代傳統燈泡成為用於車燈設計的主流光源。

一般車燈結構大致上包括一反射杯、一LED光源以及一前罩。反射杯內層為一反射材質，用以反射LED光源；前罩蓋合於反射杯前端，可依照車燈所欲產生的出光光型，調整使用凸透鏡、 半凸透鏡或平面透鏡等。LED光源中極小部份是透過前罩而直射出去，大部份的光源經由反射杯予以反射後向前罩射出。

然而，上述習知車燈的前罩僅採用普通花紋設計來擴散光型，例如前罩為具有平滑曲面的透鏡，因此LED車燈產生的照明範圍中的照明亮度大致上是相同的，而不具有清楚可辨的明暗截止線以明顯區隔亮區及暗區，且不具有中心夠亮、照幅寬度及光型扁平的理想配光。

有鑑於上述習知之問題，本發明之目的係提出一種具花紋透鏡之車燈，其是針對車燈之出光面進行改良，使車燈之出光面具有特殊的立體花紋，以解決習知車燈之前罩僅具有普通花紋，而無法達成光線通過車燈之前罩而散射出具有清楚明暗截止線的車燈照度分佈，並符合法規規定車燈所需之照度分佈之缺失。

基於上述目的，本發明係提供一種具花紋透鏡之車燈，其包含全反射透鏡以及發光元件。全反射透鏡具有全反射面、進光面以及出光面；全反射面相對進光面，且全反射面面向出光面；出光面具有複數個幾何形狀之立體花紋。發光元件對應全反射透鏡設置，以擴散方式朝全反射透鏡發射光線。其中，光線部分直接入射至出光面，而其餘光線則經由全反射面反射而進入出光面，接著由出光面散射出車燈照度分佈；車燈照度分佈具有明暗截止線。

較佳地，明暗截止線可包含彼此連接之水平區段以及傾斜區段；傾斜區段從水平區段之一端可朝上傾斜15度。

較佳地，車燈照度分佈可包含中心亮度最大、照幅寬廣、扁平的光型。

較佳地，全反射透鏡之進光面可朝出光面之方向凹設一開口；發光元件可對應開口設置或直接設於開口內。

較佳地，光線可以近似平行光入射至全反射透鏡之出光面。

較佳地，全反射透鏡之全反射面可呈拋物面狀。

較佳地，發光元件可為發光二極體或雷射二極體。

承上所述，本發明之具花紋透鏡之車燈，其具有下列優勢：

1. 本發明之車燈的全反射透鏡之外形製成近似習知具有前罩之車燈，其是藉由在全反射透鏡之出光面上配置特殊的立體花紋，以達到期望的配光效果。

2. 藉由上述具有特殊立體花紋的全反射透鏡搭配與其對應設置的發光元件，可提供具有清楚明暗截止線及具有中心亮度最大、照幅寬廣、扁平的光型的車燈照度分佈，並符合歐洲標準ECE R112所規範的近光燈光型需求，以適用於汽機車等交通工具。

請參閱第1圖，其係為根據本發明之具花紋透鏡之車燈之示意圖。如圖所示，具花紋透鏡之車燈100，其包含發光元件200以及全反射透鏡300。

全反射透鏡300具有全反射面310、進光面330以及出光面340，其中全反射面310相對進光面330，且全反射面310面向出光面340。全反射面310及進光面330可為平滑曲面，也可為其他形式的曲面。值得注意的是，出光面340具有複數個幾何形狀之立體花紋；這些立體花紋可朝遠離全反射面310及發光元件200之方向從出光面340凸出或凹陷。另一方面，發光元件200可為發光二極體(Light emitting diode)、雷射二極體(Laser diode)或其他可發射光線的元件。

全反射透鏡300之進光面330可朝出光面340之方向凹設一開口321；發光元件200可對應全反射透鏡300之開口321設置或直接設置於開口321內，例如開口321可對應出光面340之中間處設置，使發光元件200入射至出光面340之上半部及下半部的光線210分佈較為平均。

或例如，發光元件200之設置位置可取決於出光面340上的複數個立體花紋的設置位置，即藉由改變發光元件200之設置位置，以調整光線210入射至不同形狀的立體花紋的光量，進而使光線210從出光面340散射出具有不同配光分佈的車燈照度分佈。

實施上，發光元件200以擴散方式朝全反射透鏡300之開口321發射光線210，使光線210通過全反射透鏡300之進光面330而進入全反射透鏡300內，接著光線210之一部分直接被折射至出光面340，而其餘部分之光線210則被折射至全反射面310，接著全反射面310反射其上之光線210使光線210入射至出光面340，最後所有光線210通過出光面340而從全反射透鏡300之出光面340散射出車燈照度分佈；此車燈照度分佈具有清楚可辨的明暗截止線，並符合歐洲標準ECE R112近光燈光型需求。較佳地，在全反射透鏡300之全反射面310與出光面340之間的光線210為平行光或近似於平行光，但不以此為限。

上述明暗截止線設計之目的，是為避免不必要的光線造成眩光而影響行車安全，即明暗截止線可作為光型調整目視的依據，藉由調整光照射範圍，使明暗截止線高度不超過對方駕駛眼睛，就不會影響對向來車。

請參閱第1圖及第2圖，第2圖係為根據本發明之具花紋透鏡之車燈之全反射透鏡之出光面之示意圖。如圖所示，具花紋透鏡之車燈，其包含發光元件200以及全反射透鏡300。

全反射透鏡300可由複數個折光面一體成型製成，或由複數個折光面彼此平滑連接或非平滑連接而組成，而複數個折光面的排列方式可取決於所需之配光分佈，如第2圖所示，全反射透鏡300可包含曲形折光面350a、梯形折光面350b以及柱球形折光面350c，但不以此為限；實際上，全反射透鏡300可更包含梯形折光面、柱形折光面以及其他任意形狀的折光面。也就是說，藉由選用上述不同形狀的折光面，以將全反射透鏡300之出光面340設計成花紋面(Complex outer surface) ，藉以控制光線210之擴散或偏折。

請參閱第1圖及第3圖，第3圖係為根據本發明之具花紋透鏡之車燈之全反射透鏡之出光面之平面示意圖。如圖所示，具花紋透鏡之車燈100，其包含發光元件200以及全反射透鏡300。

全反射透鏡300之出光面340可劃分成複數個塊狀區域，例如分成11個塊狀區域，藉由每一區塊折光面以獨立控制光線210之擴散或偏折，不同形狀的折光面將使光線210擴散與偏折不同的角度，而達成特定之光型分佈，集合所有折光面之光型後可形成符合近光燈所需之完整配光光型。關於材料方面，全反射透鏡300可由PMMA、PC、玻璃或其他類似的透明材質製成，以上僅舉例說明，不以此為限。

請參閱第4圖，其係為根據本發明之具花紋透鏡之車燈之照度分佈之示意圖，其中第4圖之(a)顯示左右分佈適中的光型，第4圖之(b)顯示左右分佈較窄的光型，第4圖之(c)顯示左右分佈較廣的光型。如第4圖之(a)至(c)所示，縱軸為垂直角(vertical angle)，橫軸水平角(horizontal angle)。

如第4圖之(a)至(c)所示，車燈照度分佈具有左右對稱但上下不對稱的配光分佈。如第4圖之(a)所示之車燈照度分佈，其左右配光分佈約22度、上配光分佈約3度及下配光分佈約8度。如第4圖之(b)所示之車燈照度分佈，其左右配光分佈約20度、上配光分佈約3度及下配光分佈約8度。如第4圖之(c)所示之車燈照度分佈，其左右配光分佈約23度、上配光分佈約3度及下配光分佈約8度。

上述皆是以產生右側傾斜的光型為示例，是因大部分國家的交通號誌及其行人均靠右，調整光型使其向右傾斜可增加照明範圍，藉此可提高行車安全，但不以此為限。

為符合歐洲標準ECE R112近光燈光型需求，如第4圖之(a)至(c)所示之車燈照度分佈皆具有明暗截止線。詳細地說，對來車方向而言，明暗截止線包含彼此連接的一水平區段以及一傾斜區段，傾斜區段從水平區段之一端朝上傾斜15度。

其中，第4圖之(c)所顯示的車燈照度分佈具有中心亮度最大、照幅較寬廣、形狀較為扁平的光型，因此最能夠符合近光燈配光需求。實際上，可藉由調整發光元件之光線的投射角度及光線強度等以規劃光型配置，以提供具有更清楚可辨的明暗截止線的車燈照度分佈。

如下表1所示，列出目前歐洲標準ECE R112規範的近光燈各個測試點及測試區域上的光度標準值與設計值之比較，配光實測結果證實每個量測點與區域皆可符合法規要求。

表1：設計值與ECE R112近光燈配光要求比較

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

100‧‧‧車燈
200‧‧‧發光元件
210‧‧‧光線
300‧‧‧全反射透鏡
310‧‧‧全反射面
321‧‧‧開口
330‧‧‧進光面
340‧‧‧出光面
350a、350b、350c‧‧‧折光面

第1圖係為根據本發明之具花紋透鏡之車燈之示意圖。

第2圖係為根據本發明之具花紋透鏡之車燈之全反射透鏡之出光面之示意圖。

第3圖係為根據本發明之具花紋透鏡之車燈之全反射透鏡之出光面之平面示意圖。

第4圖係為根據本發明之具花紋透鏡之車燈之照度分佈之示意圖，其中第4圖之(a)顯示左右分佈適中的光型，第4圖之(b)顯示左右分佈較窄的光型，第4圖之(c)顯示左右分佈較廣的光型。

300‧‧‧全反射透鏡

340‧‧‧出光面

Claims (7)

1. 一種具花紋透鏡之車燈，包含： 一全反射透鏡，具有一全反射面、一進光面及一出光面，該全反射面相對該進光面，且該全反射面面向該出光面，該出光面具有複數個幾何形狀之立體花紋；以及 一發光元件，對應該全反射透鏡設置，該發光元件以擴散方式朝該全反射透鏡發射一光線； 其中該光線部分直接入射至該出光面，而其餘該光線則經由該全反射面反射而進入該出光面，由該出光面散射出一車燈照度分佈，該車燈照度分佈具有一明暗截止線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具花紋透鏡之車燈，其中該明暗截止線包含彼此連接之一水平區段以及一傾斜區段，該傾斜區段從該水平區段之一端朝上傾斜15度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具花紋透鏡之車燈，其中該車燈照度分佈包含中心亮度最大、照幅寬廣、扁平的光型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具花紋透鏡之車燈，其中該全反射透鏡之該進光面朝該出光面之方向凹設一開口，該發光元件對應該開口設置或直接設於該開口內。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具花紋透鏡之車燈，其中該光線以近似平行光入射至該全反射透鏡之該出光面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具花紋透鏡之車燈，其中該全反射透鏡之該全反射面呈拋物面狀。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具花紋透鏡之車燈，其中該發光元件為發光二極體或雷射二極體。